ES2857680T3 - Recipiente de plástico soplado y estirado con una zona de agarre configurada de manera integrada y procedimiento de fabricación para el recipiente de plástico - Google Patents

Recipiente de plástico soplado y estirado con una zona de agarre configurada de manera integrada y procedimiento de fabricación para el recipiente de plástico Download PDF

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Abstract

Recipiente de plástico soplado y estirado con un cuerpo de recipiente (12) que rodea un volumen de llenado con un fondo de recipiente (19) y un cuello de recipiente (11) que se une al extremo opuesto del cuerpo de recipiente (12) con una abertura de recipiente, así como con una zona de agarre (18) configurada de manera integrada, que está configurada de manera hueca y está en conexión con el volumen de llenado rodeado por el cuerpo de recipiente (12), en el que está practicada una abertura de paso (17) entre la zona de agarre (18) y el cuerpo de recipiente (12), en el que el cuerpo de recipiente (12) está formado por una o varias capas y presenta una proporción en masa de por lo menos el 80% de un componente principal de plástico de entre el grupo que consiste en tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, furanoato de polietileno, sus copolímeros y mezclas de los plásticos mencionados, y por que la abertura de paso (17) está bordeada en toda su periferia por unas partes de pared (13, 14) del cuerpo de recipiente y de la zona de agarre (18) soldadas unas con otras, caracterizado por que las partes de pared (13, 14) soldadas unas con otras están unidas entre sí por arrastre de material mediante un procedimiento de soldadura láser.

Description

DESCRIPCIÓN
Recipiente de plástico soplado y estirado con una zona de agarre configurada de manera integrada y procedimiento de fabricación para el recipiente de plástico
La invención se refiere a un recipiente de plástico soplado y estirado, por ejemplo, una botella de plástico preferentemente transparente, con una zona de agarre configurada de manera integrada, según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere también a un procedimiento para fabricar un recipiente de plástico de este tipo.
Los recipientes de chapa blanca o de color, de vidrio o bien de cerámica, usuales en el pasado, se sustituyen cada vez más por recipientes de plástico. En particular, los recipientes de plástico se utilizan principalmente para el envasado de sustancias fluidas para aplicaciones en el hogar, la agricultura, la industria y el comercio, etc. El bajo peso y los costes menores juegan de forma segura un papel nada despreciable en esta sustitución. El uso de materiales plásticos reciclables y el balance energético total en general más favorable en su fabricación también contribuyen también a promover la aceptación de los recipientes de plástico entre los consumidores.
Se conocen distintos procedimientos para la fabricación de recipientes de plástico, en particular botellas de plástico, cuya aplicación, si bien no en último término, depende también de los plásticos utilizados. Los recipientes de plástico se fabrican en la mayoría de los casos en un procedimiento de moldeo por soplado, en el que el recipiente, por ejemplo, una botella de plástico, se sopla hasta lograr su forma definitiva por sobrepresión en un molde de soplado. En el moldeo por soplado, se distinguen diversas técnicas de procedimiento, de las cuales pueden mencionarse en particular el procedimiento de soplado por extrusión, el soplado por inyección y el procedimiento de soplado y estirado por inyección. En el procedimiento de soplado por extrusión, un tubo flexible de plástico de una o varias capas se extruye en caliente, se introduce en un molde de soplado y se sopla hasta obtener un recipiente de plástico mediante un mandril de soplado retraído en la cavidad de moldeo. El procedimiento de soplado por inyección es una combinación de fundición por inyección y moldeo por soplado. En este caso, se produce en primer lugar una preforma en un procedimiento de fundición por inyección en un molde de inyección. La preforma se desmoldea del molde de inyección, se acondiciona eventualmente y se introduce en la cavidad de un molde de soplado, en el que finalmente se infla con sobrepresión según la forma predeterminada por la cavidad del molde. En el procedimiento de soplado y estirado por inyección, la preforma introducida en la cavidad del molde durante el procedimiento de soplado se estira adicionalmente con un mandril de estiraje. El inflado de la preforma puede realizarse inmediatamente a continuación de su fabricación en el procedimiento de fundición por inyección. En procedimientos de fabricación alternativos, el procesamiento adicional de las preformas también puede tener lugar espacial y/o temporalmente separado de la fabricación de la preforma. Finalmente, asimismo, debe mencionarse que las preformas también se pueden fabricar en un procedimiento de extrusión o bien en un procedimiento de soplado con extrusión.
Los primeros recipientes de plástico con una zona de agarre integrada se fabricaron a partir de polietileno (PE) en un procedimiento de soplado con extrusión. En general, el polietileno era fácil de procesar y permitía producir una zona de agarre integrada por deformación y soldadura. Sin embargo, es desventajoso que los recipientes de plástico de PE no sean transparentes. Por tanto, el PE fue sustituido muy pronto por cloruro de polivinilo (PVC) como material de partida, lo que permitió fabricar recipientes de plástico transparentes con una zona de agarre integrada. El PVC presenta ciertamente una buena soldabilidad, pero es relativamente difícil de procesar en los diferentes procedimientos de moldeo por soplado. Los motivos ecológicos también hablan en contra del uso excesivamente elevado de PVC como materia prima para recipientes de plástico transparentes. Muchos plásticos alternativos, que presentan ciertamente la transparencia deseada, se descartan como materiales para recipientes de plástico con zonas de agarre integradas por razones de coste, debido a su procesabilidad relativamente difícil y debido a una resistencia mecánica demasiado baja, por ejemplo, en la prueba de caída.
La materia prima utilizada más frecuentemente para fabricar recipientes de plástico transparentes en el procedimiento de soplado y estirado es el tereftalato de polietileno (PET). El PET presenta muy buenos valores de resistencia mecánica debido al alto grado de estiraje que puede conseguir en el procedimiento de soplado y estirado. Por ejemplo, se logra un factor de estiraje total de hasta 20 en el procedimiento de soplado y estirado de PET. Por ejemplo, en el caso de poliolefinas como el polietileno (PE) o el polipropileno (PP), que usualmente se procesan en un procedimiento de soplado con extrusión, un factor de estiraje total es en la mayoría de los casos menor 5. Los recipientes de plástico soplados y estirados, en particular los de PET, presentan valores de resistencia mecánica claramente mayores que los recipientes de plástico soplados con extrusión debido al factor de estiraje total más alto. Esto y la rentable ejecución del procedimiento, especialmente con PET y plásticos comparables, por ejemplo, PEF, hacen que el procedimiento de soplado y estirado sea atractivo, especialmente también para fabricar recipientes de plástico con una zona de agarre integrada.
Por el documento JP 61 043535 A se conoce un procedimiento de soplado y estirado en el que las zonas de agarre se configuran por deformación dentro del molde de soplado. En este caso, las zonas de pared mutuamente opuestas en el cuerpo del recipiente se comprimen mediante empujadores extensibles dentro del molde de soplado después de que el cuerpo del recipiente se haya soplado y estirado hasta alcanzar su forma final. Las zonas de agarre formadas de esta manera configuran concavidades de agarre a ambos lados del recipiente de plástico. Sin embargo, se ha mostrado que no siempre es posible un manejo fiable de tales botellas con una zona de agarre configurada como concavidades de agarre. Por tanto, las botellas fabricadas de PET con concavidades de agarre no pudieron imponerse en el mercado.
Los documentos EP1853416 y US2004245678 corresponden básicamente al documento JP61043535A y al preámbulo de la reivindicación 1.
Por tanto, el problema de la presente invención es subsanar estas desventajas e inconvenientes de los recipientes de plástico del estado de la técnica. Debe crearse un recipiente de plástico, por ejemplo, una botella de plástico, con una zona de agarre configurada de manera integrada que pueda agarrarse y transportarse de manera fiable con ayuda de la zona de agarre integrada. En este caso, el recipiente de plástico debe poder fabricarse en un procedimiento de soplado y estirado ampliamente estandarizado. Deberán poder evitarse costosas modificaciones de la ejecución del procedimiento. El procedimiento de fabricación debería permitir tiempos de ciclo cortos y ser económico de realizar.
La solución a este y todavía a otros problemas consiste en un recipiente de plástico soplado y estirado con una zona de agarre integrada que presente las características enumeradas en la reivindicación 1. Un procedimiento de fabricación correspondiente para el recipiente de plástico según la invención presenta las características enumeradas en la reivindicación de procedimiento independiente. Perfeccionamientos y/o variantes de realización ventajosas de la invención son objeto de las respectivas reivindicaciones subordinadas de dispositivo o procedimiento.
La invención propone un recipiente de plástico soplado y estirado que presenta un cuerpo de recipiente que rodea un volumen de llenado dotado de un fondo de recipiente y un cuello de recipiente unido a un extremo longitudinal opuesto del cuerpo de recipiente dotado de una abertura de recipiente y una zona de agarre integrada. La zona de agarre está configurada de manera hueca y está en conexión con el volumen de llenado rodeado por el cuerpo de recipiente. Entre la zona de agarre y el cuerpo de recipiente está practicada una abertura de paso que está bordeada en toda su periferia por partes de pared del cuerpo de recipiente y de la zona de agarre que están soldadas una con otra.
La zona de agarre del recipiente de plástico está configurada de manera hueca y está en conexión con el volumen de llenado. Por tanto, una sustancia envasada puede extenderse también hacia la zona de agarre. Por tanto, la zona de agarre hueca contribuye al volumen de llenado. Su dimensionamiento con un área limitada por una pared interior de la zona de agarre en su punto más estrecho comprendido entre aproximadamente 5 mm2 y aproximadamente 400 mm2 le confiere en este caso una resistencia suficiente. En este caso, la zona de agarre puede presentar cualquier figura geométrica. Las formas geométricas que están redondeadas al menos en la zona de paso, por ejemplo, están configuradas redonda ovalada o elíptica, se han mostrado agradables de agarrar para un usuario. La abertura de paso practicada facilita el agarre y el sostenimiento del recipiente de plástico. Por tanto, también los recipientes de plástico con una capacidad comprendida entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 20 litros y más pueden agarrarse bien, sujetarse y manipularse de forma segura. El recipiente de plástico se fabrica en un procedimiento de soplado y estirado en su mayor parte convencional a partir de una preforma a la manera de un tubito que se ha fabricado antes usualmente en un procedimiento de fundición por inyección. La fabricación de recipientes de plástico en un procedimiento de soplado y estirado a partir de la preforma acondicionada conduce a un alto grado de estiraje del material plástico utilizado y puede proporcionar valores de resistencia mecánica muy buenos, por ejemplo, con respecto a la resistencia al recalcado y la estabilidad frente a caídas. El procedimiento de fabricación en un procedimiento de soplado y estirado a partir de una preforma se puede materializar en recipientes de plástico soplados acabados. Por ejemplo, puede apreciarse el punto de inyección inicial de la preforma en el fondo del recipiente. Asimismo, el cuello de recipiente provisto de la abertura de recipiente presenta usualmente un espesor de pared mayor y puede estar sin estirar dado que se encuentra fuera de la cavidad del molde de soplado durante el procedimiento de soplado y estirado.
En una variante de forma de realización del recipiente de plástico, las partes de pared soldadas una con otra que bordean la abertura de paso forman una costura de soldadura cuya anchura está comprendida entre 100 pm y 5 mm.
En un procedimiento de soldadura láser convencional de este tipo, usualmente se pueden lograr en este caso costuras de soldadura con una anchura comprendida entre 3 mm y 5 mm.
En una variante de forma de realización alternativa del recipiente de plástico, como procedimiento de soldadura láser para soldar las partes de pared que bordean la abertura de paso, puede utilizarse un procedimiento de soldadura por transparencia. En este caso, las partes de pared presentan un factor de estiraje total mayor que 3. En recipientes de plástico acabados, esto puede materializarse con ayuda de la anchura de costura de soldadura muy estrecha comprendida entre 100 pm y 3 mm. En este caso, la costura de soldadura puede presentar una amplitud de fluctuación muy reducida de hasta solamente 10 pm. La soldadura láser por transparencia permite una soldadura muy precisa de materiales plásticos transparentes con respecto a la radiación láser utilizada sin aportar aditivos. Por tanto, las zonas de pared, que rebordean la abertura de paso, pueden soldarse una con otra. Mientras que con la soldadura láser convencional se irradia el miembro de ensamble superior y el calor solo se genera en el miembro de ensamble inferior situado debajo, con la soldadura por transparencia el calor se introduce en todo el cuerpo irradiado. Debido al enfoque preciso de la luz láser emitida sobre el plano de soldadura, los materiales de ambos miembros de ensamble se funden. El aporte de calor puede realizarse en este caso induciendo a las moléculas de agua en el plástico a vibrar. Por tanto, puede prescindirse de aditivos para convertir la energía irradiada en calor. De este modo, el procedimiento de soldadura láser se puede simplificar y acelerar.
En una variante de forma de realización del recipiente de plástico según la invención, el cuerpo de recipiente puede presentar un volumen de llenado comprendido entre 0,5 y 20 litros, preferentemente entre 0,7 y 10 litros y, de manera especialmente preferida, entre 0,9 y 3 litros. Los recipientes de plástico con tales volúmenes son demandados también en el sector de los alimentos, por ejemplo, para aceites comestibles, así como para contener productos de limpieza y cuidado doméstico, detergentes o bien aceites minerales y similares.
Otra variante de forma de realización del recipiente de plástico puede prever que el cuerpo de recipiente esté configurado con una o varias capas y presente una proporción en masa de por lo menos 80% que consiste en un componente principal de plástico de entre el grupo que consiste en tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, polilactida, furanoato de polietileno, furanoato de polipropileno, sus copolímeros y mezclas de los plásticos mencionados. En la literatura, el furanoato de polipropileno también se denomina cada vez más también furanoato de politrimetileno. La temperatura de transición vítrea de los plásticos enumerados es inferior en este caso a 150°C y superior a 54°C. Los plásticos enumerados presentan grandes similitudes con respecto a su procesabilidad. Permiten altos grados de estiraje y se pueden procesar en recipientes de plástico transparentes con altos valores de resistencia. En general, los plásticos se estiran de tal manera que se contraen en más de un 20% cuando se calientan a una temperatura superior a 150°C. Esto se puede medir preparando una barra de tracción de 10 mm de anchura del contorno que debe soldarse y calentando esta barra de tracción a más de 150°C durante 20 segundos. Además, los plásticos enumerados también se pueden unir de manera fiable con los procedimientos de soldadura láser enumerados para poder fabricar una zona de agarre integrada con una abertura de paso.
En otra forma de realización, el cuerpo del recipiente de plástico puede estar formado de manera transparente por lo menos por zonas. La configuración transparente del cuerpo de recipiente permite un control directo del nivel de llenado.
Según otro ejemplo de configuración de la invención, un borde que delimita la abertura de paso está configurado como un bordón redondeado sin rebabas. Después de la soldadura de la pared, las secciones de pared delimitadas por la costura de soldadura y que esencialmente se aplican una a otra se retiran para formar la abertura de paso. Esto puede realizarse mediante un láser de CO2, que puede seccionar térmicamente la sección de pared innecesaria en una sola etapa de trabajo y generar un bordón redondeado sin rebabas en el canto de corte. Esto es percibido como agradable por el usuario, cuya mano atraviesa la abertura de paso. Las partes de la pared también se pueden seccionar de tal manera que en el borde del orificio de paso que se crea se forme por lo menos un saliente que está concebido para recibir una pieza inserta en el orificio de paso. La pieza inserta puede estar configurada, por ejemplo, como un vaso dosificador con el que se puede extraer el contenido del recipiente de forma dosificada.
En un procedimiento para fabricar un recipiente de plástico según una variante de forma de realización de la invención, una preforma configurada a manera de tubito, en un procedimiento de soplado y estirado, se extiende en un molde de soplado axial y radialmente para formar un recipiente de plástico. Durante el estirado, dos zonas de pared mutuamente opuestas del cuerpo de recipiente se aproximan unas a otras por medio de un empujador extensible desde el molde de soplado para preparar una zona de agarre integrada. Seguidamente, el recipiente de plástico soplado y estirado se desmoldea y se transporta hasta una estación de soldadura en la que las zonas de pared aproximadas unas a otras se sueldan una con otra formando una costura de soldadura. La sección de pared rodeada por la costura de soldadura es separada y retirada del cuerpo de recipiente formando entonces una abertura de paso.
En el procedimiento según la invención, las zonas de pared del cuerpo de recipiente mutuamente opuestas pueden aproximarse unas a otras durante el estirado de la preforma utilizada. En este caso, puede deformarse una burbuja previa generada en la fase inicial del procedimiento de soplado y estirado. Por tanto, puede asegurarse que el material plástico se estire en la medida deseada. Esto puede garantizar que el material plástico se estire en la medida deseada. A continuación, la burbuja previa se puede inflar completamente de acuerdo con la cavidad del molde de soplado reducida por el empujador extendido. Por tanto, esto puede producir una distribución muy uniforme del material, de modo que el recipiente de plástico completamente inflado también en las zonas en las que las zonas de pared mutuamente opuestas se aproximan unas a otras, presente una distribución relativamente uniforme del espesor de la pared. Si es necesario, los punzones también se pueden aproximar uno al otro durante el procedimiento de soplado principal para cambiar aún más el contorno exterior del cuerpo de recipiente. Las zonas de pared mutuamente opuestas aproximadas unas a otras forman en el recipiente de plástico soplado acabado unas concavidades de agarre, que forman una etapa previa para una zona de agarre integrada. Una vez que el recipiente de plástico se ha desmoldeado, este se transporta hasta una estación de soldadura. Allí, las zonas de la pared aproximadas unas a otras en el molde de soplado pueden ser llevadas a contacto plano entre sí para soldarse una con otra a lo largo de una línea cerrada que bordea las concavidades de agarre. La sección de pared rodeada por la costura de soldadura formada de esta manera puede luego cortarse y retirarse formando entonces una abertura de paso. En una variante de forma de realización, las zonas de pared aproximadas unas a otras se pueden soldar periféricamente unas a otras sin quitar la sección de pared bordeada por la costura de soldadura. Por tanto, dentro del cuerpo de recipiente se puede crear una zona que no se llene con el contenido del recipiente. Esto puede generar un efecto visual, especialmente si el contenido del recipiente es de color.
Aunque es cierto que ello no es forzosamente necesario, en una variante del procedimiento puede estar previsto que las zonas de pared aproximadas unas a otras sean llevadas a un contacto plano entre sí en el molde de soplado. Por tanto, se puede lograr un estiraje máximo en las zonas del cuerpo de recipiente que forman los concavidades de agarre. Las zonas de pared aproximadas unas a otras pueden poseer también ya una cierta adherencia unas a otras, lo que puede facilitar el procedimiento de soldadura posterior.
La soldadura láser se puede realizar temporal y/o localmente por separado del procedimiento de soplado y estirado. Es decir, las zonas de pared aproximadas unas a otras no tienen que soldarse una con otra en una estación de soldadura inmediatamente después del desmoldeo. Puede preverse también que los recipientes de plástico fabricados se almacenen primero transitoriamente antes de que sean transportados adicionalmente hasta una estación de soldadura.
En otra variante del procedimiento, las zonas de pared aproximadas unas a otras se unen entre sí por arrastre de material en un procedimiento de soldadura por transparencia. La soldadura láser por transparencia permite una soldadura muy precisa de materiales de plástico transparentes con respecto a la radiación láser utilizada sin aportar aditivos. Mientras que en la soldadura láser convencional, se irradia el miembro de ensamble superior y se genera el calor solo en el miembro de ensamble inferior situado debajo, en la soldadura por transparencia, se aplica el calor en todo el cuerpo irradiado. Gracias al enfoque preciso de la luz láser irradiada sobre el plano de soldadura, los materiales de ambos miembros de ensamble se funden. La aportación de calor puede realizarse en este caso induciendo a las moléculas de agua en el plástico a vibrar. Por tanto, puede prescindirse de aditivos para transformar la energía irradiada en calor, de modo que no pueda tener lugar una mezcla de aditivos absorbentes en el plástico con respecto a la luz láser utilizada. En consecuencia, el procedimiento de soldadura láser puede simplificarse y acelerarse. Una variante del procedimiento de la soldadura láser puede prever que las zonas de pared aproximadas unas a otras se compriman una contra otra por medio de dos empujadores mutuamente opuestos, siendo transparente por lo menos uno de los dos empujadores con respecto a la radiación láser utilizada para la soldadura láser. Aun cuando las dos zonas de pared aproximadas unas a otras ya se encuentran aplicadas unas a otras después del procedimiento de soplado y estirado o ya se han adherido más o menos bien unas a otras, la compresión de las partes de pared proporciona una posición definida de las partes de pared una sobre otra. Por tanto, los dos empujadores fijan las dos zonas de pared y pueden impedir además una contracción y deformación de las zonas que deben soldarse, en particular durante el procedimiento de soldadura. Adicionalmente, los empujadores pueden enfriar la zona que debe soldarse de tal manera que durante el procedimiento de soldadura, o después de este, la costura de soldadura sea estable, es decir, no se contraiga ni se rompa. Por tanto, la costura de soldadura se puede crear de forma precisa y reproducible de un recipiente a otro. Aquí se pueden lograr costuras de soldadura que estén dentro de una tolerancia de 10 pm en comparación con la línea de soldadura predeterminada.
En otra variante del procedimiento, los empujadores utilizados para comprimir las zonas de pared que deben soldarse una con otra comprenden por lo menos un empujador, que puede consistir en un material transparente con respecto a la radiación láser utilizada como, por ejemplo, vidrio, vidrio de cuarzo o vidrio acrílico. La energía láser es irradiada entonces por este empujador a los miembros del ensamble. Durante el uso del procedimiento de soldadura por transparencia, ambos empujadores también pueden consistir en un material permeable para la luz láser utilizada.
En otra variante del procedimiento, que puede utilizarse alternativa y adicionalmente a la compresión de las zonas de pared que deben soldarse una con otra, las zonas de pared aproximadas unas a otras pueden sujetarse entre sí en contacto de plano por medio de una depresión generada en el cuerpo de recipiente. La depresión puede generarse por medio de la abertura de recipiente colocando sobre esta una cabeza de succión.
La soldadura de las zonas de pared aproximadas unas a otras puede realizarse en un procedimiento de soldadura láser convencional o bien en soldadura por transparencia de lados mutuamente opuestos. Cuando se utilizan empujadores para comprimir las zonas de pared en la estación de soldadura, ambos empujadores son transparentes con respecto a la radiación láser aplicada y pueden consistir en vidrio, vidrio de cuarzo o vidrio acrílico.
Otra variante de procedimiento puede prever que la costura de soldadura que bordea la abertura de paso sobre toda su periferia se desbarbada y/o redondeada.
El desbarbado o redondeado puede ser necesario para aumentar la comodidad de sujeción para un usuario del recipiente de plástico.
El desbarbado y/o redondeado puede realizarse simultáneamente con la retirada de la sección de pared rodeada por la costura de soldadura o a continuación de ella. Por ejemplo, para ello puede utilizarse un láser de CO2 que secciona la sección de pared y forma paralelamente al borde que delimita la abertura de paso un bordón de soldadura redondeado sin rebabas.
Otras ventajas y características resultan de la siguiente descripción de un ejemplo de forma de realización de la invención con referencia a los dibujos esquemáticos fieles a la escala.
La figura 1 muestra una cavidad de molde de soplado con una preforma insertada;
La figura 2 muestra una sección transversal de la cavidad del molde de soplado según la línea de corte INI en la figura 1;
La figura 3 muestra una sección transversal de la cavidad del molde de soplado con una burbuja previa soplada y estirada a partir de la preforma;
La figura 4 muestra una sección transversal de la cavidad del molde de soplado y de la burbuja previa con paredes laterales deformadas;
La figura 5 muestra una sección transversal de la cavidad del molde de soplado y de un recipiente de plástico completamente inflado;
La figura 6 muestra una sección transversal del recipiente de plástico en una estación de soldadura;
La figura 7 muestra una sección transversal del recipiente de plástico durante la soldadura láser;
La figura 8 muestra una sección transversal del recipiente de plástico con una parte de pared recortada; La figura 9 muestra una sección transversal representada ampliada a través de un borde que delimita una abertura de paso; y
La figura 10 muestra una representación en perspectiva de un recipiente de plástico soplado y estirado de acuerdo con el procedimiento según la invención.
En las figuras esquemáticas, componentes o elementos iguales están provistos respectivamente de los mismos símbolos de referencia.
La figura 1 muestra una sección axial de una preforma 20 insertada en una cavidad 2 de un molde de soplado 1. El plano de corte discurre a lo largo del plano de separación de dos mitades del molde de soplado 1. La preforma 20 a manera de tubito que presenta un cuello de preforma 21 con una abertura y un cuerpo de preforma 22 cerrado con un fondo de preforma 23 consiste en un material sintético termoplástico. Por ejemplo, por lo menos el cuerpo de preforma 22 está configurado con una o varias capas y posee una proporción en masa de por lo menos 80% de un componente principal de plástico de entre el grupo que consiste en tereftalato de polietileno, polilactida, naftalato de polietileno, furanoato de polietileno, furanoato de polipropileno, sus copolímeros y mezclas de los plásticos mencionados. La preforma 20 se fabrica usualmente en un procedimiento de fundición por inyección. Sin embargo, también se puede fabricar en un procedimiento de extrusión o en un procedimiento de soplado con extrusión. El molde de soplado 1 es un componente de un dispositivo de soplado y estirado en el que la preforma 20 se infla según la cavidad 2 del molde para formar un recipiente de plástico. El cuello 21 de la preforma está situado fuera de la cavidad 2 del molde y usualmente ya no se cambia durante el procedimiento de soplado y estirado.
La preforma 20 se apoya en una boca 5 de la cavidad del molde de soplado 2 y se extiende axialmente en la dirección de un fondo 6 de la cavidad del molde de soplado 2. La cavidad del molde de soplado 2 está limitada por una pared de molde de soplado 3 y el fondo de molde soplado 6. En una sección cerca del borde de la pared de molde de soplado 3 sobresale una sección de pared 4 en el interior de la cavidad 2 del molde de soplado. El contorno interior de la cavidad del molde de soplado 2 determina sustancialmente la configuración posterior del recipiente de plástico que debe fabricarse en el procedimiento de soplado y estirado. El cuerpo de preforma 22 se transforma en este caso en el cuerpo del recipiente de plástico por inflado y estirado axial con una matriz de soplado y estirado retraída en el cuello de preforma 21 a través de la abertura. El cuello de preforma 21 permanece prácticamente invariable en el procedimiento de soplado y estirado y forma el cuello del recipiente de plástico. La representación en sección transversal de la figura 2 muestra la preforma 20 formada, por ejemplo, simétrica en rotación dentro de la cavidad del molde de soplado 2 del molde de soplado 1 antes de comenzar el procedimiento de soplado y estirado. La cavidad del molde de soplado 2 presenta, por ejemplo, dos secciones de pared 4 mutuamente opuestas que sobresalen con respecto a la pared 3 del molde de soplado. Las dos secciones de pared 4 presentan respectivamente una zona central que está configurada como empujador 7 desplazable. Por la introducción del empujador 7 en la cavidad del molde de soplado 2 puede modificarse su contorno interior. Las secciones de pared 4 sobresalientes se mueven desde la zona central axial de la cavidad del molde de soplado 2 y dejan libre una sección central sustancialmente cilíndrica para la matriz de soplado y estirado.
La figura 3 muestra una burbuja previa B generada a partir de la preforma 20, en particular el cuerpo de preforma 21 en un denominado procedimiento de soplado previo. La burbuja previa B sigue en gran medida el contorno interior de la cavidad del molde de soplado 2 con unos empujadores situados en la posición de partida.
La figura 4 muestra la cavidad del molde de soplado 2 del molde de soplado 1 al final del procedimiento de soplado previo. Los empujadores 7 en las zonas centrales de las zonas de pared 4 mutuamente opuestas se retraen en la medida deseada en el interior de la cavidad 2 del molde de soplado. En este caso, se deforman las burbujas previas B y se estira el material plástico. Las deformaciones de las paredes laterales de la burbuja previa B están dispuestas en aquellas zonas en las que debe formarse una zona de agarre integrada.
La figura 5 muestra una sección transversal de la cavidad del molde de soplado 2 y de un recipiente de plástico soplado y estirado acabado antes de su desmoldeo. En particular, la representación muestra una sección transversal del cuerpo de recipiente 12 con zonas de pared 13, 14 aproximadas unas a otras. Las zonas de pared 13, 14 corresponden a las deformaciones en las paredes laterales de la burbuja previa (figura 4) y están dispuestas en una zona próxima al borde del cuerpo de recipiente 12 y forman unas concavidades de agarre. Las zonas de pared 13, 14 que forman unas concavidades de agarre siguen el contorno de las secciones 4 que sobresalen con respecto a la pared 3 del molde de soplado y de los empujadores 7 retraídos en la cavidad 2 del molde de soplado. El movimiento de aproximación de los empujadores 7 puede limitarse, por ejemplo, de tal manera que las zonas de pared 13, 14 aproximadas unas a otras presentan todavía una distancia entre ellas. En una ejecución alternativa del procedimiento, los empujadores 7 retraídos en la cavidad 2 del molde de soplado 1 pueden aproximarse también tanto uno a otro que las zonas de pared 13, 14 se aprisionan entre los empujadores 7 y son llevadas a un contacto plano entre sí. Eventualmente, las partes de pared 13, 14 pueden pegarse por lo menos parcialmente una con otra en los puntos de contacto en estado todavía caliente de la burbuja previa.
La figura 6 muestra una sección transversal esquemática del cuerpo 12 de un recipiente de plástico soplado y estirado desmoldeado del molde de soplado. En una estación de soldadura, se comprimen las zonas de pared 13, 14 aproximadas unas a otras en el procedimiento de soplado y estirado con dos punzones 31, 32 mutuamente opuestos que pueden aproximarse uno a otro. La figura 6 muestra en este caso un estado poco antes de que las zonas de pared comprimidas 13, 14 sean llevadas a un contacto plano entre sí. Alternativamente o de forma complementaria a ello, la yuxtaposición plana de las zonas de pared 13, 14 aproximadas unas a otras en la estación de soldadura puede realizarse también generando una depresión dentro del cuerpo de recipiente 12. Por ejemplo, para ello, una cabeza de succión puede disponerse sobre la abertura del cuello del recipiente. Asimismo, en recipientes de plástico cuyas zonas de pared 13, 14 ya se colocan en contacto plano entre sí durante el procedimiento de soplado y estirado, en la estación de soldadura se realiza una compresión de las zonas de pared con los punzones 31, 32. Por tanto, se garantiza un contacto plano y las zonas de pared pueden disponerse en cualquier caso en una posición definida y reproducible una con respecto a otra.
La figura 7 muestra el cuerpo de recipiente 12 con las zonas de pared 13, 14 comprimidas por medio de los punzones 31, 32. La compresión de las zonas de pared 13, 14 con los punzones 31, 32 provoca que las zonas de pared 13, 14 que deben soldarse permanezcan estables durante la soldadura y no se distorsionen ni se deformen. Además, los punzones 31, 32 se enfrían y fomentan el proceso de que las zonas de pared 13, 14 que deben soldarse no se distorsionen. Las zonas de pared 13, 14 se estiran de tal manera que se contraen más de un 20% cuando se calientan a más de 150°C durante 20 segundos. Las partes de pared 13, 14 en posición de plano entre sí se sueldan entonces entre sí a lo largo de un borde de su superficie de apoyo. En este caso, se produce una costura de soldadura cerrada 16 que rodea una sección de pared 15 formada por las dos zonas de pared 13, 14. En una etapa de procesamiento adicional, la sección de pared 15 rodeada por la costura de soldadura 16 se corta y se retira para producir una abertura 17 de paso.
La soldadura de las zonas de pared 13, 14 aplicadas unas a otras puede realizarse por una soldadura de radiación láser convencional. La costura de soldadura 16 generada en este caso puede presentar una anchura que está comprendida entre 3 mm y 5 mm. En una variante del procedimiento las zonas de pared comprimidas 13, 14 pueden unirse una con otra por arrastre de forma por medio de un procedimiento de soldadura por transparencia. En esta variante de la soldadura láser, el calor aplicado se enfoca de manera precisa sobre el plano de soldadura y los miembros que deben ensamblarse mutuamente se funden deliberadamente en el plano de soldadura. La aportación de calor puede realizarse en este caso incitando a las moléculas de agua en el plástico a vibrar. En este procedimiento de soldadura puede prescindirse de aditivos para transformar la energía irradiada en calor.
Por lo menos uno de los punzones 32, 32 con los que se comprimen las zonas de pared 13, 14, es transparente con respecto a la radiación láser L utilizada para soldadura láser para que la radiación láser L puede enfocarse en el plano de soldadura a través de este punzón. En una ejecución alternativa del procedimiento, la soldadura láser puede realizarse también por ambos lados de las zonas de pared comprimidas 13, 14. Se considera que, en este caso, ambos punzones 31, 32 consisten en un material transparente con respecto a la radiación láser aplicada. Por ejemplo, dichos por lo menos uno o ambos punzones 31, 32 consisten en vidrio, vidrio de cuarzo o vidrio acrílico.
En la figura 8, la separación y retirada de la sección de pared 15 rodeada por la costura de soldadura 16 están indicadas esquemáticamente. Gracias a la separación y retirada de la sección de pared 15 se genera la abertura de paso 17. La costura de soldadura 16 que bordea la abertura de paso 17 en toda su periferia puede aún desbarbarse y/o redondearse también. El desbarbado y/o el redondeamiento pueden realizarse simultáneamente con la retirada de la sección de pared 15 rodeada por la costura de soldadura 16 o a continuación de la misma. Por ejemplo, puede utilizarse un radiador de infrarrojos adaptado al radio de la zona de agarre.
La figura 9 muestra una sección transversal representada ampliada a través del borde que delimita la abertura de paso 17. La sección de pared 15 se separó térmicamente en este ejemplo de realización por medio de un láser de CO2. La separación de la sección de pared 15 se realiza de forma distancia con la costura de soldadura 16 para mantener lo más pequeña posible una carga térmica de la costura de soldadura 16 mediante la separación térmica. De forma paralela a la separación se realiza una formación de un bordón sin rebabas 24 en el borde. Cuando se forma el bordón 24, una parte del material se desaloja más allá de cada una de las zonas de pared 13, 14 y forma una zona parcial 25. Cada zona parcial 25 forma en su borde un radio R de aproximadamente 0,25 mm. Gracias al bordón 24 sin rebabas, que es más ancho que el espesor del material de las dos zonas de pared 13, 14, en combinación con los redondeamientos de las zonas parciales 25, se proporciona durante la manipulación un tacto agradable a una mano de un usuario que atraviesa la abertura de paso 17.
La figura 10 muestra finalmente una vista en perspectiva de un recipiente de plástico 10 soplado y estirado según el procedimiento de acuerdo con la invención con una zona de agarre 18 integrada. El recipiente de plástico 10 presenta un cuello de recipiente 11 con una abertura de recipiente que corresponde sustancialmente al cuello de la preforma a partir de la cual se ha soplado y estirado el recipiente de plástico 10. El cuerpo de recipiente 12 cerrado por un fondo de recipiente 19 con la zona de agarre integrada 18 se une con el cuello de recipiente 11. La zona de agarre 18 rodea la abertura de paso 17 que está rodeada en toda su periferia por la costura de soldadura 16 y se ha generado retirando la sección de pared 15 (figura 7 y figura 8).
La zona de agarre 18 del recipiente de plástico 10 es hueca y están en conexión con el volumen de llenado rodeado usualmente por el cuerpo de recipiente 12. Por tanto, una sustancia envasada puede extenderse también en la zona de agarre 18. Por tanto, la zona de agarre hueca 18 contribuye al volumen de llenado. En este caso, su dimensionamiento con un área comprendida entre aproximadamente 5 mm2 y aproximadamente 400 mm2 y delimitada por una pared interior de la zona de agarre le confiere una resistencia suficiente. La zona de agarre abarca un área de aproximadamente 60 mm2 en su punto más estrecho. La abertura de paso practicada 17 hace que sea más fácil agarrar y sostener el recipiente de plástico 10. Por tanto, los recipientes de plástico con una capacidad mayor comprendida entre 2 y 10 litros y más se pueden agarrar bien y sostener y manipular de forma segura. El recipiente de plástico 10 está configurado preferentemente transparente, lo que permite un control directo del nivel de llenado. El recipiente de plástico 10 está fabricado en un procedimiento de soplado y estirado en gran medida convencional a partir de una preforma a manera de tubito, que se ha fabricado con carácter previo usualmente en un procedimiento de fundición inyectada. La fabricación en un procedimiento de fundición inyectada lleva a un estiraje elevado del material plástico utilizado y permite la fabricación de recipientes de plástico 10 que presentan valores de resistencia mecánica muy buenos, por ejemplo con respecto a la resistencia al recalcado y la estabilidad frente a caídas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Recipiente de plástico soplado y estirado con un cuerpo de recipiente (12) que rodea un volumen de llenado con un fondo de recipiente (19) y un cuello de recipiente (11) que se une al extremo opuesto del cuerpo de recipiente (12) con una abertura de recipiente, así como con una zona de agarre (18) configurada de manera integrada, que está configurada de manera hueca y está en conexión con el volumen de llenado rodeado por el cuerpo de recipiente (12), en el que está practicada una abertura de paso (17) entre la zona de agarre (18) y el cuerpo de recipiente (12),
en el que el cuerpo de recipiente (12) está formado por una o varias capas y presenta una proporción en masa de por lo menos el 80% de un componente principal de plástico de entre el grupo que consiste en tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, furanoato de polietileno, sus copolímeros y mezclas de los plásticos mencionados, y por que la abertura de paso (17) está bordeada en toda su periferia por unas partes de pared (13, 14) del cuerpo de recipiente y de la zona de agarre (18) soldadas unas con otras,
caracterizado por que las partes de pared (13, 14) soldadas unas con otras están unidas entre sí por arrastre de material mediante un procedimiento de soldadura láser.
2. Recipiente de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que las partes de pared (13, 14) soldadas unas con otras forman una costura de soldadura (16), cuya anchura está comprendida entre 100 pm y 5 mm.
3. Recipiente de plástico según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el procedimiento de soldadura láser es un procedimiento de soldadura por transparencia.
4. Recipiente de plástico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo de recipiente (12) presenta un volumen de llenado comprendido entre 0,5 y 20 litros, preferentemente entre 0,7 y 10 litros y, de manera particularmente preferida, entre 0,9 y 3 litros.
5. Recipiente de plástico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo de recipiente (12) está configurado de manera transparente por lo menos por zonas.
6. Recipiente de plástico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un borde que delimita la abertura de paso está configurado como un bordón redondeado sin rebabas.
7. Procedimiento para fabricar un recipiente de plástico según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que una preforma (20) configurada a modo de tubito, que está formada por una o más capas y una proporción en masa de por lo menos el 80% de un componente principal de plástico de entre el grupo que consiste en tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, furanoato de polietileno, sus copolímeros y mezclas de los plásticos mencionados, es estirada axial y radialmente en un procedimiento de soplado y estirado en un molde de soplado (1) en un recipiente de plástico (20), en el que durante el estirado de dos zonas de pared (13, 14) mutuamente opuestas del cuerpo de recipiente (12) se aproximan unas a otras por medio de un empujador (7) extensible hacia fuera del molde de soplado (1) para preparar una zona de agarre (18) integrada, posteriormente el recipiente de plástico (10) soplado y estirado es desmoldeado y transportado a una estación de soldadura, en la que las zonas de pared (13, 14) aproximadas unas a otras están soldadas entre sí formando una costura de soldadura (16), y una sección de pared (15) rodeada por la costura de soldadura (16) es separada y retirada del cuerpo de recipiente (12) formando una abertura de paso (17), y en el que las zonas de pared (13, 14) soldadas unas con otras están unidas entre sí por arrastre de material mediante un procedimiento de soldadura láser.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que las zonas de pared (13, 14) aproximadas unas a otras son llevadas a contacto plano entre sí en el molde de soplado (1).
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que las zonas de pared (13, 14) aproximadas unas a otras están unidas entre sí por arrastre de material mediante un procedimiento de soldadura por transparencia.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que las zonas de pared (13, 14) aproximadas unas a otras son comprimidas en la estación de soldadura por medio de dos punzones (31, 32) mutuamente opuestos, siendo por lo menos uno de los dos punzones transparente con respecto a la radiación láser (L) utilizada para la soldadura láser.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que por lo menos el punzón transparente con respecto a la radiación láser utilizada (L) es de vidrio, vidrio de cuarzo o vidrio acrílico.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que las zonas de pared (13, 14) aproximadas unas a otras son mantenidas en contacto plano entre sí mediante una depresión generada en el cuerpo de recipiente (12).
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que las partes de pared (13, 14) aproximadas unas a otras están unidas entre sí por arrastre de material desde lados mutuamente opuestos mediante soldadura láser.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado por que la costura de soldadura (16) que bordea la abertura de paso (17) sobre toda su periferia es desbarbada y/o redondeada.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que el desbarbado y/o el redondeado de la costura de soldadura (16) se realiza simultáneamente con la retirada de la sección de pared (15) rodeada por la costura de soldadura (16) o a continuación de la misma.
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