ES2239708T3 - Procedimiento para el moldeo por soplado de un recipiente de plastico y para revestir el interior del recipiente. - Google Patents
Procedimiento para el moldeo por soplado de un recipiente de plastico y para revestir el interior del recipiente.Info
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Abstract
Procedimiento para el moldeo por soplado de un recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente (1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma definitiva, mediante el encendido de un gas combustible insuflado, por la mayor presión de soplado, generada en la combustión, caracterizado porque al gas combustible se mezcla un gas iniciador, se enciende esta mezcla y gracias a la combustión se forma un recubrimiento de cierre o de barrera en la superficie interior del recipiente (1).
Description
Procedimiento para el moldeo por soplado de un
recipiente de plástico y para revestir el interior del
recipiente.
La invención se refiere a un procedimiento para
el moldeo por soplado de un recipiente a partir de una preforma de
plástico, que después de calentarla, mediante un gas insuflado en
el recipiente con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se
premoldea aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma
definitiva, mediante el encendido de un gas combustible insuflado,
por la mayor presión del gas generada en la combustión.
En el moldeo por soplado del recipiente
definitivo se parte de una preforma que normalmente se compone del
material tereftalato de polietileno, y está moldeado por inyección.
El premoldeado a baja presión conduce a una preforma intermedia
(antes de la primera combustión). Después de la combustión (por
ejemplo, ya después de la primera combustión), se obtiene el
recipiente terminado (pieza final en bruto) en su forma definitiva.
Por "preforma" se entiende cada uno de los tres estados del
moldeado.
Se conoce fabricar recipientes de plástico de
polietileno, por extrusión del material plástico fundido, en forma
de un tubo flexible, llevándose a cabo el moldeado final insuflando
un gas en un espacio hueco de moldeo (moldeo por extrusión y
soplado). Plásticos más rígidos como, por ejemplo, PET (tereftalato
de polietileno), se soplan a partir de una preforma precalentada
bajo estirado mecánico en un espacio hueco de moldeo (moldeo por
soplado y extensión). El espacio interior del espacio hueco de
moldeo, corresponde al recipiente terminado que tiene, por ejemplo,
un extremo abierto en forma parecida a una botella, que está sujeto
con un alojamiento con conducciones de alimentación de gas.
Por la publicación internacional WO 98/06 559 se
conoce un perfeccionamiento del procedimiento para el moldeo por
soplado y extensión de botellas de PET, que se puede designar como
"moldeo por soplado, extensión y explosión". La preforma
premoldeada se calienta después de esto a una temperatura de unos
100 - 120º, apropiada para el soplado y extensión, y se inserta en
el molde de la herramienta. El procedimiento citado al principio,
produce la baja presión del gas insuflado en la botella de PTE, con
una mezcla gaseosa explosiva, por ejemplo, una mezcla de gas
detonante y de un gas inerte. Mediante el encendido de esta mezcla
gaseosa se genera la citada presión más elevada de soplado, que
comprime la pared de la preforma intermedia, o del recipiente
premoldeado parcialmente, completamente en la pared interior del
molde. La mezcla gaseosa explosiva, es decir, el gas combustible
insuflado, es una mezcla de un agente oxidante, por ejemplo,
oxígeno, y un componente oxidable, como por ejemplo, hidrógeno,
metano o similar.
Tales botellas conocidas de PET se utilizan a
menudo para el envasado, por ejemplo, de agua. Se sabe que las
paredes de tales botellas de PET son permeables para gases de bajo
peso molecular. Como consecuencia, en el caso de alimentos líquidos
envasados, en especial de zumos y bebidas carbónicas, los tiempos
de conservación están limitados. Para impedir la penetración de
oxígeno o el escape de dióxido de carbono, responsables de aquello
y, por tanto, para hacer más aplicables tales envases de plástico
para alimentos líquidos, se ha pasado ya a recubrir las paredes de
estos envases de plástico por dentro o por fuera. Un ejemplo de un
proceso semejante conocido de recubrimiento, para la mejora de esta
llamada característica de cierre o de barrera de envases de
plástico, es la precipitación de vapor químico intensificado por
plasma, desde la fase gaseosa. En el caso del recubrimiento
interior se introduce aquí una mezcla gaseosa en el envase que
presenta el recipiente. Se irradia energía electromagnética, se
enciende el plasma, y en el interior del recipiente se deposita en
este proceso de tratamiento, por ejemplo, un óxido vítreo de
silicio, o una capa amorfa de carbono. Un gas de bajo peso
molecular, por ejemplo, oxígeno o dióxido de carbono, puede
penetrar esencialmente con más lentitud las paredes de plástico, a
través de esta barrera adicional, y tampoco pueden penetrar más,
compuestos orgánicos en el plástico, con la consecuencia de que en
el caso de alimentos líquidos envasados, las bebidas puedan así
conservar esencialmente más tiempo, su sabor, su aroma y su
calidad.
Por otra parte ya se ha intentado fabricar un
recipiente por moldeo por soplado, siendo ya el gas utilizado para
el moldeo por soplado, un gas de proceso con cuya ayuda se provee
interiormente el recipiente moldeado por soplado, mediante
vaporización al vacío, con una capa de cierre que se compone de un
compuesto de silicio. Para la preparación del recubrimiento se ha
realizado aquí la precipitación química convencional de vapor de
plasma, encendiéndose el plasma mediante un campo eléctrico de
microondas. Para ello se necesitan extensas instalaciones de
maquinaria y, además, en el moldeo por soplado se producía
primeramente en el recipiente una alta presión de unos 40 bares, que
después tenía que distenderse hasta el vacío, con el
correspondiente gasto de tiempo, para realizar el recubrimiento
intensificado por plasma. A parte de la lentitud de este
procedimiento, al conmutar de alta presión a vacío y de la
utilización de grandes equipos de maquinaria, se vio también que el
rendimiento de los gases utilizados es tan bajo que no se puede
tomar en cuenta una utilidad industrial.
Existe pues la necesidad de aplicar
recubrimientos con alta acción de cierre en la cara interior de
recipientes de plástico, lo más inmediatamente posible, o incluso
durante el proceso de fabricación del recipiente. El recubrimiento
interior es especialmente favorable porque, si no, las sustancias
aromáticas o similares pueden penetrar en la pared del recipiente.
En la fabricación de recipientes de plásticos, en especial de PET,
HDPE [polietileno de alta densidad], poliacrilonitrilo o
policarbonato, el proceso de moldeo por soplado debe de combinarse
con el proceso de recubrimiento.
Por consiguiente, la misión de la invención es la
creación de un procedimiento de moldeo por soplado del tipo citado
al principio, con el que un recipiente, por ejemplo, una botella de
PET, en el curso del proceso de moldeo o inmediatamente después de
él, se provea en su cara interior con una capa de cierre, que sea
impermeable para gases, sustancias aromáticas y similares, sin que
se tengan que emplear grandes máquinas, instalaciones de vacío y
similares.
Esta misión se resuelve según la invención
haciendo que al gas combustible se mezcle un gas iniciador, se
encienda esta mezcla y gracias a la combustión se forme un
recubrimiento de cierre o de barrera en la superficie interior del
recipiente.
Con el procedimiento según la invención se
fabrican recipientes por moldeo por soplado, que están acabados de
plástico, como se ha indicado más arriba. Entre estos recipientes
pueden contarse también envases, tomándose en consideración todos
los tipos de recipientes que puedan fabricarse por moldeo por
soplado, en especial botellas abiertas por un solo lado. En el
conocido procedimiento de moldeo por soplado, se lleva a cabo más
tarde el moldeado final en un espacio hueco de moldeo, pero los
recipientes también pueden moldearse por soplado sin un espacio
hueco semejante. Para moldear por soplado se utilizan preformas que
en general tienen un volumen interior menor que el volumen interior
formado en ultimo término por el moldeado final del recipiente.
Tales preformas pueden fabricarse también por moldeo por inyección.
Las preformas pueden tener la forma de un tubo alargado o de una
botella. Pero hay también preformas de un trozo extruído de tubo
flexible, que puede comprimirse y soldarse en los extremos
deseados. Una preforma semejante o bien está todavía caliente
después del procedimiento de fabricación, o bien se calienta a unos
100ºC ó 200ºC, para hacerla apta para el soplado.
El moldeo por soplado según la invención, se
lleva a cabo al principio en un primer paso en el que se insufla un
gas a baja presión en la gama entre 2 y 15 bares, en la preforma
para la formación de una preforma intermedia. Así se aumenta el
volumen interior de la preforma y de esta manera se moldea
previamente el recipiente.
Después se lleva a cabo el moldeado final del
recipiente en su forma definitiva, en un segundo paso, insuflando
un gas combustible que se enciende entonces, y por la combustión,
en especial por la combustión de tipo explosivo, permite generar
una presión más alta de soplado. Tras aplicar esta presión de
soplado, el recipiente está moldeado en su forma definitiva.
Un recipiente fabricado según este procedimiento
todavía no está recubierto en su superficie interior. Según la
invención se indican ahora medidas, mediante las susodichas notas
características, para que se prepare el recubrimiento deseado como
capa de cierre, en combinación con los pasos de moldeo por soplado,
de manera que en una forma preferente de realización, la máquina de
moldeo por soplado pueda ser idéntica a la máquina de
recubrimiento.
Gracias a las medidas según la invención, ya no
son necesarias máquinas separadas de recubrimiento. Según la
invención, un gas iniciador o gas preliminar de la base antes
indicada, por ejemplo, de base de silicio o de hidrocarburos, se
mezcla al gas combustible y por encendido se inicia la combustión,
de manera que gracias a la combustión se forma en la superficie
interior del recipiente, el recubrimiento de la base citada, por
ejemplo, base de óxido de silicio o de base orgánica de
carbono.
Según la invención, se utiliza la energía química
potencial, en especial la energía ganada por la combustión rápida,
para producir con alta velocidad el recubrimiento pretendido en el
interior del recipiente. Este paso de combustión permite no sólo un
recubrimiento barato sin gran gasto de maquinaria, sino que produce
también, si se solicita, un envasado aséptico, siendo aséptico el
recipiente inmediatamente después de su fabricación.
En una primera forma de realización es
especialmente ventajoso según la invención cuando el gas iniciador
se forma de base de silicio, magnesio, aluminio, titanio, cinc,
zirconio, boro, cerio, calcio, o estaño, o similar, o de base de
mezclas de ellos, y cuando se produce un recubrimiento de base de
óxido de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de
aluminio, óxido de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc,
óxido de zirconio, óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u
óxido de estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos. La
mezcla gaseosa combustible debería de actuar de preferencia, en
esta forma de realización, en exceso de oxígeno. De este modo puede
optimizarse el efecto de barrera de las capas de barrera. De este
modo las capas se oxidan completamente. Es decir, para ello se
incorporan un máximo de átomos de oxígeno y/o de nitrógeno. Aquí
"en exceso" significa que el gas combustible presenta una
mayor proporción de oxígeno de la que sería necesaria para su
propia combustión (régimen oxidante). Con ventaja se elige la
proporción de oxígeno de manera que sea suficiente para oxidar
también completamente el iniciador.
Como gas iniciador o preliminar se utiliza para
la primera forma de realización aquí propuesta, un gas preliminar
de base de silicio, magnesio, aluminio, titanio, cinc, zirconio o
boro, o similar, o de base de mezclas de ellos, proporcionando la
combustión de esta mezcla del gas combustible y del gas iniciador,
un recubrimiento de cierre o de barrera del tipo indicado, el cual
se compone de un compuesto esencialmente inorgánico que configura
estructuras estables y herméticas en el recubrimiento de cierre o
de barrera.
La capa de barrera es un compuesto predominante o
totalmente inorgánico, que se compone en forma típica de una parte
de metal o metaloide, así como de una no metálica, como oxígeno y/o
nitrógeno. Adicionalmente también pueden estar contenidas partes de
carbono e hidrógeno. Se trata pues típicamente de óxidos, nitruros
u oxinitruros de metales como, aluminio, magnesio, titanio,
zirconio, cinc y/o metaloides como silicio o boro.
Un compuesto inorgánico semejante que forme la
capa de barrera, se puede estructurar todavía más hermético
incluyendo átomos de otro metal o metaloide, en una proporción
menor.
En una forma preferente de realización, a saber,
seleccionando y haciendo reaccionar adecuadamente el material
preliminar, se puede agregar carbono a la composición química del
recubrimiento. Estas o similares medidas provocan que la estructura
del recubrimiento no sea completamente rígida o inflexible. Gracias
a la reacción en esta forma de realización (por ejemplo, adición de
carbono), el recubrimiento tiende entonces a romperse menos,
incluso en acciones mecánicas, por ejemplo, estirado o flexión.
Estructuras estables y herméticas similares en el
recubrimiento de cierre o de barrera, se obtienen para una segunda
forma de realización, cuando según la invención el gas iniciador se
compone de al menos un compuesto volátil de hidrocarburos de base
de alcanos o alquenos, alquinos, compuestos aromáticos, alcanoles,
éteres, aldehídos, cetonas, resinas epoxi, ácidos orgánicos, ésteres
u otros anhídridos correspondientes. De este modo se produce una
capa de barrera que es más estable frente a productos con valores
de pH en la gama básica (o sea más de 7), y que es compatible en
especial con paredes del recipiente de poliolefinas, como por
ejemplo, polietileno, polipropileno. Un ejemplo de alcanos es el
etanol, de alquenos, tal vez eteno o propileno, de alquinos, el
acetileno. También pueden emplearse compuestos aromáticos, como por
ejemplo, tolueno. También pueden utilizarse hidrocarburos que
contengan oxígeno, como los alcanoles. De estos son ejemplos:
Metanol, etanol, propanol, etilenglicol. Un ejemplo de éter es
dioxano; de aldehídos, acetaldehído, de cetonas, benzaldehído, de
resinas epoxi, óxido de propileno, de ácidos orgánicos, el ácido
acético, de éster, por ejemplo, el acetato de etilo, y de
anhídridos, por ejemplo, el anhídrido maleico.
En lugar de la capa de óxidos metálicos,
esencialmente inorgánica, en una forma de realización se puede
aplicar pues también como capa de cierre, en la pared interior del
recipiente, en la otra forma de realización, una capa orgánica de
carbono. Para aplicar la capa orgánica de carbono, en el recipiente
soplado previamente o desmoldeado, adicionalmente a la mezcla
H_{2}/O_{2} cuya combustión conduce al moldeo de la botella, se
incorporan todavía compuestos de hidrocarburos. Para este caso es
necesario evitar un exceso de oxígeno en la mezcla gaseosa, puesto
que, si no, se llevaría a cabo una oxidación completa del compuesto
de hidrocarburos, y no se depositaría capa ninguna. Así pues hay que
ajustar la dosificación de oxígeno de manera que en la explosión se
libere energía suficiente para el proceso, y que al mismo tiempo se
consuma el hidrógeno del compuesto de hidrocarburos, con la
amplitud suficiente para hacer posible la precipitación de una capa
de barrera de carbono suficientemente hermética.
En otra forma favorable de realización, el gas
iniciador se compone según la invención de una mezcla de al menos
un compuesto volátil metálico, y al menos de un compuesto volátil
de hidrocarburos. "Volátil" significa según la invención que
el compuesto metálico utilizado se vaporiza a temperaturas en la
gama de la temperatura ambiente. Esto se da, por ejemplo, en el
tetrametilsilano.
Otra forma preferente de realización de la
invención está caracterizada porque el mezclado del gas iniciador
se lleva a cabo antes del premoldeado, y el recubrimiento de cierre
o de barrera se forma durante el moldeado final. Esto quiere decir
que se premoldea la preforma después del calentamiento, ya con la
mezcla gaseosa propuesta. Esta mezcla gaseosa es el gas combustible
mezclado con el gas preliminar.
Se trata, por ejemplo, de gas detonante mezclado
con tetrametilsilano como gas preliminar. Este líquido volátil
combustible, abreviado también con TMS, se conoce también como gas.
Esta mezcla gaseosa de, por ejemplo, gas detonante más TMS, se
utiliza pues para el premoldeado a baja presión, y se enciende en el
paso siguiente como en el moldeo por soplado, extensión y explosión
según el documento WO 98/06 559, de manera que el recipiente
obtiene así su forma definitiva. Al mismo tiempo se proveen con
ello las paredes interiores del recipiente con el recubrimiento
deseado de cierre o de barrera, que en el caso del material
preliminar TMS, tiene una base de óxido de silicio. Este
recubrimiento tiene características excelentes de cierre.
Cuando alternativamente se toma como gas
combustible, gas detonante mezclado con el gas preliminar, mezclado
con acetileno, entonces se utiliza esta mezcla gaseosa volátil
combustible de, por ejemplo, gas detonante más acetileno, para el
premoldeado a baja presión, y se enciende en el paso siguiente como
en el moldeo por soplado, extensión y explosión, de manera que el
recipiente obtiene así su forma definitiva. Al mismo tiempo se
proveen con ello las paredes interiores del recipiente con el
recubrimiento deseado de cierre o de barrera, que en el caso del
material preliminar acetileno, es una capa amorfa de carbono. Este
recubrimiento tiene una vez más, características excelentes de
cierre.
Otra forma preferente de realización está
caracterizada según la invención porque el gas iniciador se
introduce en el recipiente después del moldeado final, y mediante
el encendido se desencadena una segunda combustión para la
formación del recubrimiento de cierre o de barrera en la superficie
interior del recipiente.
El premoldeado con baja presión, es decir, en la
gama entre 2 y 15 bares, y de preferencia a unos 10 bares, puede
efectuarse con aire o también -según el documento WO 98/06 559- con
un gas combustible. El moldeado final se lleva a cabo con la
presión más alta de soplado, como en el procedimiento conocido de
moldeo por soplado, en una gama de presión entre 20 bares y 600
bares, de preferencia a unos 40 bares. En el proceso según el
documento WO 98/06 559, se ha empleado prácticamente ya como gas
combustible, gas detonante, que se encendió desde fuera, por
ejemplo, con una bujía de encendido, o con luz de láser.
En esta forma últimamente citada de realización
no se introduce en el recipiente el gas preliminar hasta después de
este moldeado final, para conseguir una combustión rápida después
del encendido. La combustión del gas iniciador conduce a la
formación del recubrimiento de cierre o de barrera, que se deposita
en la superficie interior del recipiente en la forma deseada.
Cuando la reacción de recubrimiento se lleva a
cabo en condiciones límite desfavorables y a alta presión, la
reacción no puede controlarse siempre fácilmente, puede llegar a la
formación de polvo, copos o a la formación de arenillas. Los
reactivos no forman entonces el deseado recubrimiento estanco, sino
que forman la precipitación de arenilla o polvo u hollín. Se pueden
no obstante influenciar y seleccionar correctamente los reactivos,
así como los parámetros del proceso, para evitar esta formación de
polvo.
Así por ejemplo, se han utilizado silanos que se
encienden y explotan por sí mismos con oxígeno. Esta reacción puede
ser tan rápida que se comprueba la desventajosa formación de
arenillas a costa de un recubrimiento compacto. Pero según la
invención se ha encontrado ahora que se puede lentificar la
reacción, diluyendo el silano con un gas inerte. Para ello puede
utilizarse nitrógeno, argón, helio o una mezcla de los mismos.
Gracias a estos se reprime la reacción en fase gaseosa que conduce
a la formación de polvo.
La reacción puede lentificarse sustituyendo los
átomos de hidrógeno de las moléculas de silano por elementos
estructurales menos reactivos, como por ejemplo, grupos alquilos o
grupos alcoxi. También pueden utilizarse siloxanos en lugar de
silanos. Para evitar la mencionada formación de arenillas pueden
seleccionarse combinaciones iniciadoras y gases, de manera que en la
combustión siempre se produzca solamente una capa inorgánica de
cierre.
Lo mismo es válido en la utilización de
hidrocarburos. Los compuestos de hidrocarburos deberían de
seleccionarse de manera que la reacción no se lleve a cabo
demasiado rápidamente, pues si no, se forma polvo u hollín. Se
consigue esto utilizando hidrocarburos saturados. Por otra parte se
forman capas herméticas -o incluso diamantinas- de carbono, cuando
la proporción de hidrógeno en los compuestos es pequeña, o sea
cuando se utilizan hidrocarburos no saturados. Utilizando
hidrocarburos saturados se hace más lenta la reacción. Esto quiere
decir que mediante la elección de la relación de hidrocarburos
saturados a no saturados, se ajusta el equilibrio entre los dos
efectos de manera que al final se obtenga una buena acción de
cierre de la capa generada de barrera.
Mediante la elección de la proporción de oxígeno
en la mezcla gaseosa, puede influenciarse adicionalmente el
carácter del recubrimiento diamantino de carbono, tanto si tiene
más el carácter del recubrimiento diamantino del carbono, o el del
recubrimiento amorfo de carbono.
En estas formas de realización, la capa de cierre
se deposita en el interior del recipiente, en un último paso de
combustión, después de que el recipiente se haya llevado a su forma
final, por ejemplo, mediante un proceso explosivo.
En un ejemplo práctico se moldeó previamente una
preforma de PET con aire a una presión de 8 bares, y después se
llevó a su forma final de una botella, mediante la explosión de una
mezcla de gas detonante. Después de la distensión (después de esta
explosión) se introdujo una mezcla de TMS y aire en el recipiente, y
se inició una segunda y última combustión, de manera que se originó
una capa de cierre para oxígeno.
Las formas de realización descritas
precedentemente del procedimiento de moldeo por soplado y de
recubrimiento según la invención, en las que el recubrimiento se
llevó a cabo a alta presión, llevan consigo bajo ciertas condiciones
del proceso, el peligro de la formación de arenillas. Esta puede
eliminarse totalmente cuando se prevé otra forma preferente de
realización, que según la invención está caracterizada porque un
material iniciador de base de un compuesto de silicio, magnesio,
aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o estaño, o
similar, o de base de mezclas de ellos, se aplica en forma de un
gas, vapor, niebla o sustancia sólida dúctil, como capa previa en la
superficie interior de una preforma, después se introduce en la
preforma y se enciende una mezcla gaseosa oxigenada inflamable, y
gracias a esta combustión se forma en la superficie interior de la
preforma, el recubrimiento de cierre o de barrera de base de óxido
de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de
aluminio, óxido de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc, óxido
de zirconio, óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u óxido
de estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos. Según esta
tercera forma de realización, en la preforma se aplica una capa
previa sobre la superficie interior de la preforma. Esta se deja
después reaccionar en el paso siguiente del proceso para formar la
deseada capa de cierre. Esta capa previa puede ser un material
blando de partida, solamente tiene que adherirse en la pared
interior de la preforma, y al reaccionar y transformarse en la capa
de cierre, recubrir totalmente la pared interior. Aquí no se
necesita temer una formación de polvo o de arenillas como en el
procedimiento de alta presión, descrito más arriba. La capa previa
se puede aplicar en la superficie interior de la preforma de
partida, de la preforma intermedia, o también del recipiente
terminado, de la preforma final.
El material iniciador aplicado a la preforma de
partida o intermedia, debería tener de preferencia un punto de
ebullición, que esté por encima de la temperatura de la pared
interior de la preforma. Al aplicar en la preforma final, basta un
punto de ebullición > 20ºC, porque la preforma final se
enfría.
Análogamente se puede proceder con hidrocarburos
líquidos. En el caso de estos hidrocarburos líquidos volátiles, se
pueden producir, por ejemplo, capas parecidas a la parafina.
La capa previa puede aplicarse a la superficie
interior de la preforma, por rociado, condensación o
polimerización. Alternativamente puede aplicarse con ayuda de una
combustión, debiendo conducir la combustión de manera que se impida
la formación de polvo. Para ello se emplea un déficit de gases
oxidantes. Esto da lugar a que la capa precipitada no tenga la
característica de una capa de barrera, sino más bien se provocan
estas características de barrera por la reacción posterior de la
capa precipitada.
Para la conversión de la capa previa en la capa
de barrera, se somete la capa previa a un proceso de oxidación con
participación de oxígeno u ozono. La energía de activación para
ello se suministra mediante un proceso de combustión o mediante
radiación ultravioleta. Así puede utilizarse como mezcla gaseosa
inflamable oxigenada, por ejemplo, hidrógeno o amoniaco, junto con
un exceso de oxígeno, cuya mezcla se introduce en la preforma y se
enciende. Gracias a la rápida combustión, por transformación
química de la capa previa, se forma la deseada capa de cierre.
Para la producción de una capa inorgánica de
cierre, se compone de preferencia la mezcla de gas detonante de
manera que la proporción de oxígeno respecto a la combustión de la
capa previa, esté en exceso; es decir, la proporción de oxígeno sea
mayor que lo que es necesario para la combustión completa de la capa
previa en, por ejemplo, óxido de silicio que forma la capa de
cierre. En este caso se habla del régimen oxidante. Esto es pues
conveniente cuando el oxígeno se necesita no sólo para la explosión
o combustión, sino también para la reacción de conversión del
material iniciador en la capa de cierre. Esta segunda o última
combustión o explosión de esta mezcla gaseosa permite a la capa
previa continuar la reacción para formar una capa sólida, hermética
de cierre, que en el caso de un material iniciador de base de
silicio, es un recubrimiento de base de óxido de silicio.
Para la producción de una capa de cierre
diamantina o amorfa de carbono, no puede trabajarse naturalmente
con exceso de oxígeno.
Para una capa semejante de cierre de carbono, es
ventajoso según la invención, cuando un gas iniciador que se
compone de al menos un compuesto volátil de hidrocarburos de base
de alcanos, alquenos, alquinos o compuestos aromáticos, alcanoles,
éteres, aldehídos, cetonas, resinas epoxi, ácidos orgánicos, ésteres
u otros anhídridos correspondientes, se aplica en forma de un gas,
vapor o niebla, como capa previa en la superficie interior de una
preforma, después e introduce y enciende en la preforma una mezcla
gaseosa oxigenada inflamable, y gracias a esta combustión se forma
un recubrimiento de cierre y de barrera de base de carbono, en la
superficie interior del recipiente.
La formación de la capa de cierre se consigue
también correctamente cuando como gas oxidante oxigenado, se
utiliza, por ejemplo, óxido nitroso (N_{2}O).
La capa de cierre puede contener, tanto nitrógeno
como también carbono.
Es ventajoso según la invención cuando en otra
forma de realización, la mezcla gaseosa oxigenada inflamable para
la segunda combustión, contenga ozono. Este gas se introduce de
nuevo después del depósito de la capa previa en la superficie
interior del recipiente, y es fuertemente oxidante. La introducción
como gas tiene la ventaja de que todas las partes de la superficie
interior del recipiente, entran en contacto con este gas. El ozono
tiene, además, la ventaja de que comercialmente es barato, y puede
fabricarse en gran cantidad mediante los generadores disponibles.
Gracias a la utilización del ozono, la capa previa y cualquier
material iniciador residual que todavía no haya reaccionado, se
oxida inmediatamente, formándose la capa de barrera. Según esta
forma de realización no queda en el recipiente ningún material
iniciador. Esto es especialmente favorable en los casos donde deba
de evitarse una migración del material iniciador en el producto a
envasar, y que finalmente se carga en el recipiente terminado.
La utilización de ozono que como es sabido, es un
agente esterilizante activo, compatible con los alimentos, tiene
además el deseado efecto secundario de aumentar el nivel de
esterilización dentro del recipiente.
El procedimiento precedente de moldeo por soplado
con la capa previa, está acondicionado ventajosamente haciendo que
todavía en otra forma de realización para la producción de la capa
de cierre, se lleve a cabo una combustión parcial del material
iniciador, de preferencia un compuesto volátil de silicio, mediante
un compuesto oxidante en déficit, en una reacción en régimen
reductor, y que después de esto se introduzca otro gas oxigenado en
el recipiente, y se mezcle con al menos un gas inflamable, la
mezcla se encienda para una tercera combustión definitiva, teniendo
la mezcla gaseosa un exceso de gases oxidantes para la combustión
de la capa previa, y llevándose a cabo la producción del
recubrimiento de cierre en una reacción en régimen oxidante. En esta
forma de realización la formación de la capa previa puede llevarse
a cabo mediante la citada combustión parcial de un material
iniciador, por ejemplo, de un compuesto de silicio volátil, de
preferencia también inflamable, mediante un compuesto oxidante,
como por ejemplo, oxígeno u óxido nitroso. Esta combustión debe de
llevarse a cabo bajo determinada condición, a saber, aquella de que
la proporción del compuesto oxidante respecto al material
preliminar, no sea suficiente para una oxidación total del material
preliminar. Esta es una reacción en régimen pobre en oxígeno, o
reductor. Después de esta combustión parcial, en esta forma de
realización, en un paso siguiente, se transforma el recubrimiento
previo, mediante otra combustión o explosión de una mezcla gaseosa,
en una capa de cierre, como se describe a continuación, y
precisamente en régimen oxidante. Esta combustión de la mezcla
gaseosa se lleva a cabo de nuevo como ya se ha descrito más arriba.
Se enciende una mezcla de al menos un gas oxidante (por ejemplo,
oxígeno u óxido nitroso (N_{2}O)) y al menos un gas inflamable
(por ejemplo, hidrógeno o amoniaco), de preferencia un gas
detonante. Aquí la mezcla gaseosa detonante está estructurada de
manera que la proporción de oxígeno reaccione en exceso, es decir,
sea mayor que la necesaria para la combustión completa de la capa
previa para formar la capa de cierre (capa de cierre =, por
ejemplo, óxido de silicio). Esta es la reacción en régimen
oxidante. El exceso de oxígeno se necesita para la reacción de
conversión de la capa previa en capa de cierre.
En otra forma de realización se agrupa la
combustión parcial del material iniciador, según la invención, con
la tercera combustión definitiva para formar la capa de cierre, y
esta combustión comienza en una reacción en régimen reductor, y
termina en una reacción en régimen oxidante. Los dos pasos de
combustión de la forma de realización antes descrita, no se separan
uno de otro en esta última forma citada de realización. Solamente
se varía la proporción de los compuestos oxidantes, de manera que
el procedimiento comience reduciendo y termine oxidando. Se ha
comprobado que estas reacciones se llevan a cabo más rápidamente, y
que sorprendentemente, la calidad de la capa de cierre es todavía
mejor.
Otra forma de realización del procedimiento de
moldeo por soplado según la invención, con la capa previa, está
caracterizada porque directamente después del moldeado final del
recipiente, o sea, después del encendido del gas detonante o
similar en el recipiente, se cargan en el interior del recipiente,
materiales preliminares gaseosos o líquidos con grupos funcionales
que están en condiciones de reaccionar con los grupos radicales
dejados por el proceso de combustión. Grupos funcionales en este
sentido son, por ejemplo, grupos vinilo. La formación de los grupos
radicales se favorece mediante el déficit de oxígeno (régimen
reductor) y/o agregando nitrógeno a la mezcla gaseosa
combustible.
También es preferente una forma de realización
del procedimiento en la que se agrega nitrógeno a la mezcla gaseosa
inflamable, para formar un buen recubrimiento adherente en la
superficie interior de la preforma.
Estos grupos radicales se forman de manera
especialmente favorable, agregando nitrógeno a la mezcla gaseosa
combustible. El material iniciador que se alimenta inmediatamente
después de la combustión (explosión), reacciona inmediatamente con
estos grupos radicales. De este modo se forma una capa injertada y
muy adherente en la superficie interior de la preforma.
Además, es conveniente cuando según la invención
la mezcla gaseosa oxigenada reacciona con la capa previa para la
formación de la capa de cierre, bajo la acción de radiación UV de
una lámpara, preferentemente de una lámpara excitadora. Hay tales
lámparas de UV con una radiación con una alta proporción de
longitudes cortas de onda. Es especialmente favorable una lámpara
excitadora. Esta puede introducirse en el recipiente después de
colocar la capa previa en el recipiente.
Especialmente favorable es aquí cuando se utiliza
una explosión o combustión para la producción de la radiación UV.
La radiación UV proporciona la energía necesaria para la
transformación del material preliminar precipitado, en la deseada
capa de cierre. Si se utiliza la combustión para la producción de la
radiación UV, no se necesita con ulterior ventaja, introducir en el
recipiente, una lámpara voluminosa de UV o similar. Se ha puesto de
relieve como favorable, impedir la producción de radiación UV desde
el exterior, porque así no se daña tan fácilmente el material del
recipiente.
En relación con esto puede ser favorable cuando
según la invención, se mezcla nitrógeno o xenón a la mezcla gaseosa
oxigenada inflamable, que entonces se enciende para la segunda
combustión, y emite radiación UV. De este modo puede producirse la
radiación UV por la propia combustión (explosión). Esto puede
suceder, por ejemplo, mediante la formación de compuestos excitados
("excitadores"). Estos excitadores se descomponen luego
emitiendo radiación UV.
La radiación excitadora puede tener energías
cuánticas notablemente altas. Por tanto, es favorable la
utilización de xenón según la forma precedente de realización. El
xenón tiene la ventaja de que puede formar excitadores en fase
homogénea sin la necesidad de introducir un segundo componente
gaseoso. El excitador estimulado de xenón (Xe_{2}*), tiene una
descomposición radiante con una longitud de onda de emisión, de 172
nm (energía cuántica: 7,2 eV). Mediante el xenón también puede
esterilizarse la superficie. Puesto que el xenón es un gas noble y,
por tanto, no está combinado a la capa terminada de cierre, el
xenón que se había mezclado a las sustancias combustibles, puede
depurarse de nuevo, con ulterior ventaja, con métodos estándar,
después del proceso de recubrimiento.
Según la invención puede preverse también aplicar
un material iniciador de base de unos compuestos de silicio,
magnesio, aluminio, titanio, zirconio, cinc, boro, cerio, calcio, o
estaño, o similares, en forma de un líquido o de una sustancia
sólida dúctil, como capa previa en la superficie interior de la
preforma, antes del premoldeo del recipiente con baja presión,
introduciéndose y encendiéndose en la preforma, después del
premoldeo, una mezcla gaseosa oxigenada inflamable, con lo que la
preforma se moldea a su forma definitiva mediante la alta presión
de soplado generada en la combustión, y al mismo tiempo se forma en
la superficie interior del recipiente, el recubrimiento de base de
óxido de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de
aluminio, óxido de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc,
óxido de zirconio, óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u
óxido de estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos. La
aplicación de la capa previa en la superficie interior de la
preforma, puede acaecer tanto dentro (como se ha descrito más
arriba), como también fuera de la máquina de moldeo por soplado.
Para la aplicación fuera de la máquina de moldeo por soplado, se
utiliza, por ejemplo, un proceso de inyección conjunta.
Compuestos de silicio u otros compuestos
apropiados (materiales preliminares) con una presión baja de vapor,
se introducen antes del moldeado final en la preforma inicial o
intermedia, llevándose a cabo esto de preferencia en una gama de
temperaturas de la pared interior, entre 80ºC y 120ºC; o se
introducen después del moldeado final en el recipiente moldeado en
acabado (preforma final), llevándose a cabo esto de preferencia en
una gama de temperaturas de la pared interior, entre 20ºC y 40ºC.
Así se forma la capa previa en las superficies interiores del
recipiente.
Todos los procedimientos según la invención, con
la capa previa, tienen además las siguientes ulteriores ventajas:
Como la capa previa se transforma en la capa de cierre partiendo
desde la superficie penetrando en la profundidad de la pared, la
capa previa tiene en la mayoría de los casos un gradiente de
densidad y rigidez, perpendicular a la pared del recipiente. La
capa de cierre, cerca de la superficie límite con el plástico del
que se fabrica el recipiente, es comparativamente blanda y abierta
para la difusión. Por otra parte, la capa de cierre, cerca de su
superficie que está dirigida hacia la parte interior del
recipiente, es rígida y hermética. Esto es muy favorable respecto a
la resistencia del recubrimiento de cierre contra estallidos que
podrían ser provocados si no, por flexión, estirado, golpes o
variaciones de temperatura.
Con ulterior ventaja, la oxidación y, por tanto,
la aglomeración de la capa previa proporcionada del último paso,
está en la secuencia de los procesos de explosión y/o de
combustión. De este modo se puede conseguir que la capa rígida
oxidada, no se sobrecargue, puesto que sin embargo, el soplado
global en la forma final, se termina mediante procesos precedentes
de explosión y/o de combustión. De este modo puede conseguirse que
la capa rígida oxidada no se sobrecargue, porque el soplado global
a la forma final, está casi concluido mediante los procesos
precedentes de explosión y/o de combustión. La ventaja es una
tendencia notablemente reducida al rasgado de la capa de cierre.
Se han descrito en el preámbulo procedimientos ya
conocidos de cómo puede moldearse un recipiente. Además del moldeo
por soplado extensión y explosión, se ha descrito también el moldeo
clásico por soplado y extensión con las dos etapas de presión, a
saber, el premoldeado con baja presión y el moldeado final a mayor
presión de soplado entre 20 bares y 600 bares. Según la invención,
después de este moldeado final, el moldeo clásico por soplado y
extensión, puede introducirse un gas preliminar en el recipiente, y
encenderse para la formación del recubrimiento.
En este procedimiento clásico para el moldeo por
soplado de un recipiente a partir de una preforma de plástico que,
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y a continuación se moldea a su
forma definitiva insuflando otro gas con mayor presión de soplado
de entre 20 bares y 600 bares en el recipiente, para la solución de
la misión de prever un recubrimiento en la superficie interior del
recipiente, se enseña según la invención que en el recipiente
moldeado distendido, se insufla y se enciende un gas iniciador
inflamable, y mediante la combustión se forma un recubrimiento en
la superficie interior del recipiente. Preferentemente, en el
procedimiento clásico se insufla el otro gas en el recipiente con
una presión de soplado de unos 40 bares, de manera que este obtenga
su forma definitiva. Según la invención, este gas insuflado se deja
escapar mediante el proceso de distensión, hasta aproximadamente la
presión normal, y a continuación se insufla el gas iniciador
inflamable. Como en las ventajas citadas al comienzo, gracias a la
combustión del gas iniciador se produce el recubrimiento, por
ejemplo, un recubrimiento de base de óxido de silicio, o de base
orgánica de carbono. El paso de combustión permite una vez más, no
sólo un recubrimiento barato sin gran gasto de maquinaria, sino que
permite también, en caso de que se desee, un envasado aséptico,
siendo aséptico el recipiente inmediatamente después de su
fabricación.
Es ventajoso aquí cuando en un ulterior
acondicionamiento, se forma el gas iniciador de base de silicio,
magnesio, aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o
estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos, y cuando se
produce un recubrimiento de base de óxido de silicio, oxinitruro de
silicio, óxido de magnesio, óxido de aluminio, óxido de titanio,
nitruro de titanio, óxido de cinc, óxido de zirconio, óxido de
boro, óxido de cerio, óxido de calcio u óxido de estaño, o similar,
o de base de mezclas de ellos. También es favorable cuando el gas
iniciador se compone de al menos un compuesto volátil de
hidrocarburos de base de alcanos o alquenos, alquinos, compuestos
aromáticos, alcanoles, éteres, aldehídos, cetonas, resinas epoxi,
ácidos orgánicos, ésteres o anhídridos correspondientes.
Las notas características y ventajas que se
consiguen con el nuevo procedimiento de recubrimiento, en unión con
el moldeo por soplado extensión y explosión, descrito al comienzo,
se producen también para el procedimiento clásico de moldeo por
soplado. Por ejemplo, el gas iniciador puede componerse de una
mezcla de al menos un compuesto metálico volátil, y al menos un
compuesto volátil de hidrocarburos. El material iniciador puede
aplicarse también en forma de un gas, vapor o niebla, como capa
previa en la superficie interior de una preforma, tras lo cual se
introduce y se enciende en la preforma una mezcla gaseosa oxigenada
inflamable, y se produce el recubrimiento deseado. No parece
necesaria aquí una repetición especial de todas las notas
características y ventajas. Más bien se hace referencia a las
explicaciones expuestas más arriba, que también son válidas en
unión con el moldeo clásico por soplado.
Otras ventajas, notas características y
posibilidades de aplicación de la presente invención, se deducen de
la descripción siguiente de formas preferentes de realización, en
unión con los dibujos adjuntos. En estos se muestran:
Figura 1 Esquemáticamente, tres estados distintos
funcionales del procedimiento de soplado, con la preforma a la
izquierda, la preforma recién soplada en el centro, y el recipiente
terminado descargado, a la derecha, asentándose la preforma o el
recipiente en un alojamiento.
Figura 2 Un diagrama de la evolución de la
presión en función del tiempo, en una primera forma de
realización.
Figura 3 La misma evolución de la presión, en una
segunda forma de realización.
Figura 4 Una vista similar a la de la figura 1,
no obstante, para otra forma de realización.
Figura 5 Una vista similar a la de la figura 1,
debiendo estar representado, no obstante, cómo la preforma sujeta a
la izquierda por el alojamiento, se provee con la capa previa, y a
continuación se realiza el otro procedimiento.
Mientras que el recipiente 1 moldeado final, está
representado como botella de PET con las dimensiones corrientes, la
preforma está mostrada en la posición izquierda, y designada con 2.
Esta preforma 2 se sujeta de igual manera que la preforma 1'
intermedia y el recipiente 1 terminado, por un alojamiento 3. De
toda la unidad de fabricación, tan sólo se muestran los componentes
importantes para la invención, mientras que se omiten componentes
de la herramienta, conocidos en sí mismos, y sin importancia para
la invención, así por ejemplo, el molde de soplado, el espacio
interior del molde, que corresponde al recipiente 1 terminado, y
otras piezas corrientes de máquina. Por consiguiente, faltan en las
representaciones también los soportes y carriles para el transporte
de las piezas que se trabajan en las figuras 1, 4 y 5,
sucesivamente de izquierda a derecha.
En el extremo superior del alojamiento 3 se forma
un espacio 4 de servicio en el que está insertado un centrador 6.
El recipiente 1 a fabricar en forma de una botella de PET, está
apoyada en el centrador 6 con su extremo abierto hacia abajo, y
sujeto obturando en el alojamiento 3.
Un bloque distribuidor designado con 7, se
encuentra estacionario en la máquina, y tiene un taladro 8 pasante
vertical. En este se asienta abajo, una boquilla 9 de paso, que
obtura, a través de la cual se guía, concéntrico y obturando, un
punzón 10 de estirado, y es móvil oscilando hacia arriba y hacia
abajo en el bloque 7 distribuidor. A corta distancia por encima de
la boquilla 9 de paso, que obtura, en el interior del bloque 7
distribuidor, se encuentra un émbolo 11 hueco que es accionado
móvil axialmente en relación con el bloque 7 distribuidor
estacionario, en el citado taladro 8 y, por tanto, paralelamente al
eje longitudinal central. El punzón 10 de estirado discurre en lo
esencial en este eje central longitudinal. El punzón 10 móvil de
estirado está dispuesto en el alojamiento 3 alineado con él, y
también dispuesto penetrando en la preforma 2, preforma 1'
intermedia o recipiente 1, sujetos por aquel.
El émbolo 11 hueco tiene en su extremo superior,
es decir, el extremo exterior que está vuelto hacia el alojamiento
3, una superficie 12 obturadora antagonista, de forma anular, que
se ajusta a aquel. El alojamiento 3 hueco presenta en su extremo
(inferior) más alejado del recipiente 1, ó de la preforma 2, una
superficie 13 obturadora. Esta se ajusta a la superficie 12
obturadora antagonista del émbolo 11 hueco en forma tal que en caso
de un movimiento del émbolo 11 hueco hacia abajo, el alojamiento 3
se libera de todo el conjunto inferior de conexión, y puede
desplazarse lateral y horizontalmente. Gases, como por ejemplo,
oxígeno e hidrógeno pueden alimentarse lateralmente por
conducciones 14 y 15, a través del émbolo 11 hueco y del alojamiento
3, hacia arriba, al espacio interior de la preforma 2, de la
preforma 1' intermedia o del recipiente 1.
El procedimiento con el encendido de la mezcla
explosiva, puede aclararse bien de la mano de las figuras 2 y 3,
cada una de las cuales representa un diagrama de presiones. En los
dos se registra en función del tiempo t (en milisegundos), la
presión p (en bares) en el interior de la preforma 1, 1', 2.
El respectivo recipiente 1 terminado con el
alojamiento 3, es decir, la estación derecha en la figura 1, hay
que imaginarla desplazada hacia la derecha. Primeramente se
incorpora el alojamiento 3 con la preforma 2, desde la posición
izquierda al centro, sobre el émbolo 11 hueco, y se une obturando
mediante las juntas 12 y 13, con el bloque 7 distribuidor.
Ahora, en el tiempo t = 0 en el procedimiento
según la figura 2, se lleva un gas combustible con un gas
iniciador, por ejemplo, TMS (tetrametilsilano) a una presión de
unos 12 bares, para aumentar el volumen interior de la preforma 2, y
después de unos 300 ms, se enciende. Se genera una subida breve de
presión a unos 37 bares. En este pico 16 de presión, se ha
alcanzado el moldeado final, y por la reacción del gas TMS
iniciador con oxígeno, se forma en la superficie interior del
recipiente, un recubrimiento, que se compone de óxido de silicio.
Para refrigerar el recipiente 1 recién soplado, se mantiene una
presión de unos 15 bares hasta el tiempo t = 1500 ms. Entonces se
purga y el recipiente 1 llega a la posición derecha en la figura 1,
en la que el interior del recipiente puede purgarse a la presión
atmosférica.
En otro procedimiento según el diagrama de
presiones de la figura 3, se lleva a cabo el premoldeado bajo la
elevación de presión de un gas detonante, hasta el encendido del
mismo como en la forma de realización de la figura 2. De nuevo se
consigue el moldeado final en el pico 16 de presión. No obstante, a
diferencia de la figura 2, aquí se llevó a cabo el moldeado final
solamente mediante un gas combustible, por ejemplo, un gas
detonante. En el tiempo t = 1000 ms se lleva ahora a explosión por
encendido, un gas combustible, por ejemplo, hidrógeno y oxígeno,
junto con un gas iniciador, por ejemplo TMS. Gracias a esta
explosión se genera un segundo pico 17 de presión, en el que se
oxida el agente de recubrimiento y, reacciona para la formación del
deseado recubrimiento final de la pared interior del recipiente.
Después de esto se lleva a cabo de nuevo un tiempo de refrigeración
hasta t = 1500 ms. A continuación se distiende el interior del
recipiente y en su caso, se purga.
La figura 4 muestra arriba cuatro posiciones
distintas. En la posición situada más a la izquierda, se encuentra
todavía la preforma 2 en el alojamiento 3. La preforma se traslada
a la segunda posición hacia la derecha por encima del bloque 7
distribuidor, y allí se conecta obturando. Se lleva a cabo aquí la
introducción y encendido de gas detonante para el moldeado final de
la preforma 1' todavía no recubierta. Después de este paso se lleva
a cabo la aplicación de la capa previa según la tercera posición
desde la izquierda en la figura 4. Después del moldeado final se
rocía a una presión atmosférica normal, o se condensa, un material
iniciador líquido de base de silicio, en la pared interior de la
preforma 1' intermedia moldeada final. Esta tercera posición en la
figura 4 muestra el material blando de partida, la capa previa
blanda ya aplicada en la pared interior de la preforma 1'
intermedia.
Después, según la cuarta posición situada más a
la derecha en la figura 4, se introduce una mezcla gaseosa
oxigenada inflamable, por ejemplo, un gas detonante, y se enciende
para una última combustión. Esta combustión da lugar a la reacción
de transformación de la capa previa en el deseado recubrimiento -en
este caso especial- de base de óxido de silicio.
La figura 5 nuestra una estructura similar a la
de la figura 1. Pero aquí la diferencia consiste en que por
condensación o polimerización, se ha aplicado una capa previa en la
superficie interior de la preforma 2. No es hasta entonces que se
lleva a cabo el premoldeado con baja presión, y luego finalmente la
combustión definitiva para el moldeado final, y para la reacción de
transformación de la capa previa en el deseado recubrimiento -en
este caso especial- de base de óxido de silicio.
- 1
- Recipiente
- 1'
- Preforma intermedia
- 2
- Preforma
- 3
- Alojamiento
- 4
- Espacio de servicio
- 6
- Centrador
- 7
- Bloque distribuidor
- 8
- Taladro vertical
- 9
- Boquilla de paso
- 10
- Punzón de estirado
- 11
- Émbolo hueco
- 12
- Superficie obturadora antagonista
- 13
- Superficie obturadora de forma anular
- 14
- Conducción de gas
- 15
- Conducción de gas
- 16
- Pico de presión
- 17
- Pico de presión.
Claims (19)
1. Procedimiento para el moldeo por soplado de un
recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
(1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma definitiva,
mediante el encendido de un gas combustible insuflado, por la mayor
presión de soplado, generada en la combustión, caracterizado
porque al gas combustible se mezcla un gas iniciador, se enciende
esta mezcla y gracias a la combustión se forma un recubrimiento de
cierre o de barrera en la superficie interior del recipiente
(1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el gas iniciador se forma de base de silicio, magnesio,
aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o estaño, o
similar, o de base de mezclas de ellos, y se produce un
recubrimiento de cierre o de barrera, de base de óxido de silicio,
oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de aluminio, óxido
de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc, óxido de zirconio,
óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u óxido de estaño, o
similar, o de base de mezclas de ellos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el gas iniciador se compone de al menos un compuesto volátil de
hidrocarburos de base de alcanos o alquenos, alquinos, compuestos
aromáticos, alcanoles, éteres, aldehídos, cetonas, resinas epoxi,
ácidos orgánicos, ésteres o anhídridos correspondientes.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el gas iniciador se compone de una mezcla de un compuesto
metálico volátil, y al menos de un compuesto volátil de
hidrocarburos.
5. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la mezcla del gas iniciador se
lleva a cabo antes del premoldeado, y el recubrimiento de cierre o
de barrera se forma durante el moldeado final.
6. Procedimiento según alguna de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el gas iniciador se introduce en
el recipiente (1) después del moldeado final, y mediante el
encendido se desencadena una segunda combustión para la formación
del recubrimiento de cierre o de barrera en la superficie interior
del recipiente (1).
7. Procedimiento para el moldeo por soplado de un
recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
(1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma definitiva,
mediante el encendido de un gas combustible insuflado, por la mayor
presión de soplado, generada en la combustión, caracterizado
porque un material iniciador de base de un compuesto de silicio,
magnesio, aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o
estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos, se aplica en
forma de un gas, vapor, niebla, como capa previa en la superficie
interior de una preforma (1, 1'), después se introduce en la
preforma (1, 1') y se enciende una mezcla gaseosa oxigenada
inflamable, y gracias a esta combustión se forma en la superficie
interior del recipiente, el recubrimiento de cierre o de barrera de
base de óxido de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de magnesio,
óxido de aluminio, óxido de titanio, nitruro de titanio, óxido de
cinc, óxido de zirconio, óxido de boro, óxido de cerio, óxido de
calcio u óxido de estaño, o similar, o de base de mezclas de
ellos.
8. Procedimiento para el moldeo por soplado de un
recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
(1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma definitiva,
mediante el encendido de un gas combustible insuflado, por la mayor
presión de soplado, generada en la combustión, caracterizado
porque un gas iniciador que se compone de al menos un compuesto
volátil de hidrocarburos de base de alcanos, alquenos, alquinos o
compuestos aromáticos, alcanoles, éteres, aldehídos, cetonas,
resinas epoxi, ácidos orgánicos, ésteres o anhídridos
correspondientes, se aplica en forma de un gas, vapor o niebla, como
capa previa en la superficie interior de una preforma (1, 1'),
después se introduce en la preforma (1, 1') y se enciende una
mezcla gaseosa oxigenada inflamable, y gracias a esta combustión se
forma en la superficie interior del recipiente, un recubrimiento de
cierre o de barrera, de base de carbono.
9. Procedimiento según la reivindicación 7, en el
que la mezcla gaseosa oxigenada inflamable para la segunda
combustión, contiene ozono.
10. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que se lleva a cabo una combustión parcial del material
iniciador, de preferencia un compuesto volátil de silicio, mediante
un compuesto oxidante en déficit, para la oxidación del material
iniciador en una reacción en régimen reductor, y después de esto se
introduce otro gas oxigenado en el recipiente (1), y se mezcla con
al menos un gas inflamable, la mezcla se enciende para una tercera
combustión definitiva, teniendo la mezcla gaseosa un exceso de
gases oxidantes para la combustión de la capa previa, y llevándose
a cabo la producción del recubrimiento interior en una reacción en
régimen oxidante.
11. Procedimiento según la reivindicación 7 ó 10,
en el que la combustión parcial del material iniciador para la capa
previa, se agrupa con la tercera combustión definitiva para formar
la capa de cierre, y esta combustión comienza en una reacción en
régimen reductor, y termina en una reacción en régimen
oxidante.
12. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
en el que directamente después del moldeado final del recipiente
(1), o sea, después del encendido del gas detonante o similar en el
recipiente (1), se introducen en el interior del recipiente
materiales preliminares gaseosos o líquidos con grupos funcionales,
que están en condiciones de reaccionar con los grupos radicales
dejados por el proceso de combustión.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que se agrega nitrógeno a la mezcla gaseosa inflamable, para
formar un buen recubrimiento adherente en la superficie interior de
la preforma.
14. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
en el que la mezcla gaseosa oxigenada reacciona con la capa previa
para la formación de la capa de cierre, bajo la acción de radiación
UV de una lámpara, preferentemente de una lámpara excitadora.
15. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
en el que a la mezcla gaseosa oxigenada inflamable se mezcla
nitrógeno o xenón, que entonces se enciende para la segunda
combustión, y emite radiación UV.
16. Procedimiento para el moldeo por soplado de
un recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
(1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y se moldea en su forma definitiva,
mediante el encendido de un gas combustible insuflado, por la mayor
presión de soplado, generada en la combustión, caracterizado
porque un material iniciador de base de un compuesto de silicio,
magnesio, aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o
estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos, se aplica en
forma de un gas, vapor, niebla, o sustancia sólida dúctil, como
capa previa en la superficie interior de la preforma (2) antes del
premoldeado del recipiente (1) con baja presión, después se
introduce en la preforma (2) y se enciende una mezcla gaseosa
oxigenada inflamable, con lo que la preforma (2) se moldea en su
forma definitiva mediante la alta presión de soplado generada en la
combustión, y al mismo tiempo se forma en la superficie interior
del recipiente, el recubrimiento de cierre o de barrera, de base de
óxido de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de
aluminio, óxido de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc,
óxido de zirconio, óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u
óxido de estaño, o similar, o de base de mezclas de ellos.
17. Procedimiento para el moldeo por soplado de
un recipiente (1) a partir de una preforma (2) de plástico, que
después de calentarla, mediante un gas insuflado en el recipiente
(1, 2) con baja presión de entre 2 bares y 15 bares, se premoldea
aumentando su volumen interior, y a continuación se moldea en su
forma definitiva insuflando otro gas con mayor presión de soplado de
entre 20 bares y 600 bares en el recipiente, caracterizado
porque en el recipiente (1) moldeado distendido, se insufla y se
enciende un gas iniciador combustible, y mediante la combustión se
forma un recubrimiento de cierre o de barrera en la superficie
interior del recipiente (1).
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que se forma el gas iniciador de base de silicio, magnesio,
aluminio, titanio, cinc, zirconio, boro, cerio, calcio, o estaño, o
similar, o de base de mezclas de ellos, y se produce un
recubrimiento de cierre o de barrera, de base de óxido de silicio,
oxinitruro de silicio, óxido de magnesio, óxido de aluminio, óxido
de titanio, nitruro de titanio, óxido de cinc, óxido de zirconio,
óxido de boro, óxido de cerio, óxido de calcio u óxido de estaño, o
similar, o de base de mezclas de ellos.
19. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que el gas iniciador se compone de al menos un compuesto volátil
de hidrocarburos de base de alcanos o alquenos, alquinos,
compuestos aromáticos, alcanoles, éteres, aldehídos, cetonas,
resinas epoxi, ácidos orgánicos, ésteres o anhídridos
correspondientes.
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