ES2914068T3 - Método de estirado-soplado - Google Patents

Abstract

Método de estirado-soplado para fabricar un envase de plástico a partir de una preforma (11), que comprende un cuerpo (21) de preforma tubular alargado que se extiende a lo largo de un eje central (12) de la preforma (11) y que tiene un primer extremo (23) y un segundo extremo (25) sustancialmente opuesto al primer extremo, donde el primer extremo (23) está cerrado por una base (23) de la preforma y el segundo extremo (25) es contiguo a una sección (31) de cuello con una abertura (35) de vertido, y que tiene una pared (13) que limita con un espacio interior (19) de la preforma (11) con un lado interior (17) y un lado exterior (15), donde - el cuerpo (21) de la preforma se calienta hasta al menos 70°centígrados, - la preforma (11) se introduce en una cavidad de un molde de soplado, - un mandril (51) de estiramiento con un cuerpo de mandril de estiramiento y una punta de mandril de estiramiento se introduce en la preforma (11) hasta que la punta del mandril de estiramiento alcanza la base (23) de la preforma, - el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma son estirados hacia el interior de la cavidad por el mandril (51) de estiramiento, - el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma se conforman de acuerdo con la cavidad introduciendo un fluido bajo presión en la preforma (11), donde el mandril (51) de estiramiento, durante su inserción en la preforma (11) hasta alcanzar la base (23) de la preforma, entra en contacto con el lado interior (17) de la pared (13) en la zona del cuerpo (21) de la preforma en al menos una zona parcial (29) predeterminada, y donde dentro de una zona (49) contigua a la punta (51) del mandril de estiramiento, la extensión del mandril (51) de estiramiento en ángulo recto con respecto al eje central (52) del mandril (51) de estiramiento es al menos tan grande como la extensión del espacio interior de la preforma (11) en ángulo recto con respecto al eje central (12) de la preforma (11) dentro de una zona (29) contigua a la base de la preforma (11), que tiene una longitud de al menos 5, 10 o 20 milímetros en paralelo al eje central (12), caracterizado por que la preforma (11), después de que la preforma (11) se haya calentado y/o al insertar el mandril (51) de estiramiento en la preforma (11), tiene una temperatura en el lado interior (17) de la pared (13), en particular, en la zona del cuerpo (21) de la preforma, que es al menos 5 grados centígrados mayor que en el lado exterior (15) de la pared (13), en particular, en la zona del cuerpo (21) de la preforma.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de estirado-sopiado

Campo de la técnica

La invención se refiere a un método de estirado-sopiado en 2 etapas para la fabricación de envases a partir de preformas.

Estado de la técnica

Para el envasado de productos alimenticios líquidos y otras sustancias vertibles, por ejemplo, productos de limpieza, productos de cuidado corporal, cosméticos, productos para automóviles, etc., hoy en día se utilizan principalmente envases de plástico. Sin embargo, muchos plásticos comunes solo adquieren sus propiedades especiales mediante el estiramiento. El ampliamente utilizado tereftalato de polietileno (PET), por ejemplo, alcanza, mediante el estiramiento, varias veces la resistencia del PET sin estirar, lo que influye en el grado de cristalización. Por ello, los envases de plástico en forma de botella se fabrican a menudo mediante el llamado método de inyección-estirado-soplado.

En este método, primero se produce, en un proceso de moldeo por inyección, una preforma en un molde de inyección. La preforma tiene normalmente un cuerpo cilindrico sustancialmente alargado y está cerrada en un extremo longitudinal y abierta en el otro. Un anillo de soporte separa convenientemente el cuerpo de una sección de cuello con una abertura de vertido. La sección de cuello puede tener ya la forma posterior del cuello de la botella. En el lado exterior o en el lado interior de la sección de cuello puede estar configurada una rosca u otro medio para fijar el cierre del envase.

La preforma se desmolda tras su fabricación y se procesa inmediatamente o se almacena temporalmente para su posterior procesamiento en una máquina de moldeo por soplado. Si es necesario, la preforma puede ser acondicionada antes de su posterior procesamiento en una máquina de moldeo por soplado. A continuación, se coloca en un molde de soplado de la máquina de soplado, se estira allí con un mandril de estiramiento (también llamado “varilla de estiramiento” , “ punzón de estirado” o “varilla central” ) y se infla mediante un gas soplado en la preforma conforme a la cavidad del molde de soplado. Una vez finalizado el proceso de soplado, la botella de plástico terminada puede desmoldarse. Esta segunda parte del proceso de inyección-estirado-soplado es un método de estirado-soplado.

La presente solicitud se refiere a la segunda parte de un denominado método de inyección-estirado-soplado en dos etapas (o sinónimo: “ método de inyección-estirado-soplado en 2 etapas” ). En el método por inyección-estirado-soplado en dos etapas, se produce una preforma en la primera etapa y, en la segunda etapa, la preforma se estira para formar la botella (método de estirado-soplado), donde, en el método por inyección-estirado-soplado en dos etapas, ambas etapas están separadas entre sí en términos de ubicación y tiempo (máquinas independientes). Por el contrario, en un método denominado de inyección-estirado-soplado en una etapa (o sinónimo: “ método de inyección-estirado-soplado en 1 etapa” ), ambas, es decir, la producción de las preformas y de la botella, tienen lugar en la misma máquina, local y temporalmente juntas (no hay un enfriamiento completo de la preforma; sino únicamente un enfriamiento desde la temperatura de inyección, que suele ser de unos 270 0C, hasta la temperatura de soplado, que es de unos 100 0C).

En aras de la exhaustividad, cabe mencionar que, además de los métodos de inyección-estirado-soplado, también se conocen métodos de soplado en los que se produce un ligero estiramiento y soplado directamente después de la inyección de la preforma. En estos procesos, la preforma permanece en el núcleo de inyección, que también forma una especie de mandril de estiramiento. Es similar al método de inyección-estirado-soplado en una etapa, pero el recorrido longitudinal del núcleo de inyección suele ser de unos pocos milímetros. Dado que en este caso la preforma solo se estira ligeramente, se habla de moldeo por inyección-soplado, en contraposición al moldeo por inyección-estirado-soplado, que es el que interesa en el contexto de la presente invención. En el conocido método de inyección-soplado, la preforma está en contacto con el núcleo de inyección.

En los métodos de inyección-estirado-soplado en dos etapas, las preformas se estiran con mucha mayor fuerza durante el soplado que durante la inyección-soplado, en el caso de las preformas de PET, por ejemplo, de dos a cinco veces en diámetro y de dos a cinco veces en longitud. Dado que el estiramiento y el soplado de la preforma en los métodos de inyección-estirado-soplado en 2 etapas tienen lugar en una máquina diferente a la de fabricación de la preforma, es decir, el proceso de inyección, y que normalmente se prevé un almacenamiento intermedio de la preforma, esta se enfría entre el proceso de inyección y el de estiramiento y soplado, normalmente a temperatura ambiente. Sin embargo, para poder estirarse, la preforma debe estar blanda, lo que se consigue calentándola previamente en un horno. El método de estiramiento se lleva a cabo, por un lado, mediante el método de soplado y, por otro, mediante el mandril de estiramiento.

Este último se introduce a través de la abertura de la preforma que se encuentra en el molde de soplado hasta alcanzar el extremo cerrado, es decir, la base, de la preforma. Se continúa el movimiento del mandril de estiramiento, aplicando presión sobre la base y estirando (deformando) la preforma en sentido longitudinal hasta que esta llega a la pared del molde de soplado. La deformación hace que la preforma sea más larga, pero de menor diámetro. Dado que el contacto con el mandril de estiramiento solo es deseable en la zona de la base, se insufla simultáneamente una pequeña cantidad de aire para contrarrestar la contracción y evitar en la medida de lo posible el contacto y el enfriamiento de la preforma en la zona del cuerpo con el mandril de estiramiento. La inyección de esta pequeña cantidad de aire suele denominarse presoplado. A continuación tiene lugar el soplado propiamente dicho (“soplado principal” ), como se ha descrito anteriormente.

Si el mandril de estiramiento ya está en contacto lateralmente con la pared interior de la preforma en la zona del cuerpo durante la inserción, la preforma se enfría en el punto de contacto, lo que provoca la rotura de la preforma o una distribución desigual del grosor de la pared en el envase soplado, ya que el punto de contacto más frío no puede estirarse en la misma medida. El problema se agrava por el hecho de que la preforma está blanda después de pasar por el horno y nunca queda del todo bien posicionada después de colocarla en el molde de soplado. Por lo general, la preforma se encuentra ligeramente torcida o no está centrada de forma ideal en el molde de soplado, o incluso está curvada. También existe la posibilidad de que el mandril de estiramiento no esté idealmente centrado o esté ligeramente deformado.

Para las botellas de medio litro de capacidad, que pueden tener un diámetro de unos 6 centímetros, se suelen utilizar preformas con un diámetro de unos 2 centímetros. Dicho diámetro permite una distancia suficiente entre el mandril de estiramiento y la pared interior de la preforma cuando se inserta el mandril de estiramiento, lo cual evita el problema de contacto local descrito anteriormente. En el caso de las botellas más pequeñas de, por ejemplo, 100 o 200 mililitros, el diámetro de las botellas y, por tanto, el diámetro de las preformas con las que se fabrican es mucho menor. En consecuencia, la abertura a través de la cual entra el mandril de estiramiento, o al menos el diámetro interior del cuerpo de la preforma, es también más pequeño.

Si la abertura de la preforma o el diámetro interior del cuerpo de la preforma tiene un diámetro inferior a 1 centímetro, surgen intensos problemas de ingeniería mecánica. Si el diámetro del mandril es solo ligeramente menor que el diámetro interior de la preforma, el mandril entra en contacto con la preforma cuando se inserta, lo que provoca un enfriamiento local de la preforma con las consecuencias descritas anteriormente. Si, por el contrario, el diámetro del mandril de estiramiento es significativamente menor que el diámetro interior de la preforma, el mandril de estiramiento ya no es capaz de soportar las fuerzas que se producen durante el estiramiento y se dobla o se rompe. Además, existe el riesgo de que perfore la base de la preforma debido a su pequeño diámetro, lo que hace imposible el estiramiento.

Una búsqueda ha sacado a la luz los documentos US4880593, JPS4720855, JP2000246789, JPH05131528, US2008257855, US5213752 y DE302483, que describen en parte mandriles de estiramiento de circunferencia variable que pueden entrar en contacto con el lado interior de las preformas durante la inserción.

Los documentos US4880593 y JPH05131528 describen métodos correspondientes al preámbulo de la reivindicación 1.

Objeto de la invención

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar envases de plástico de pequeña capacidad resistentes al estiramiento en al menos zonas parciales que sean más herméticos con respecto al CO2 (barrera de CO2 mejorada) que otros envases comparables del mismo tamaño.

Además, se propone un método de estirado-soplado que es especialmente adecuado para procesar preformas con un diámetro interior pequeño y/o para fabricar los envases descritos.

Como objetivo adicional, el método de estirado-soplado puede permitir un estiramiento más fuerte de la preforma, lo que tiene un efecto positivo en las propiedades del envase fabricado a partir de ella y permite alimentar a este método de estirado-soplado materiales que antes eran inadecuados para dicho método debido al retraso en sus cualidades de resistencia al estiramiento durante el estirado.

Otras ventajas y objetivos de la presente invención se desprenden de la siguiente descripción.

Representación de la invención

Este objeto se consigue mediante un método de estirado-soplado según la reivindicación 1.

Se describe un método de estirado-soplado para fabricar un envase de plástico a partir de una preforma. La preforma comprende un cuerpo de preforma preferentemente alargado, preferentemente sustancialmente tubular, que se extiende a lo largo de un eje central de la preforma y que tiene un primer extremo y un segundo extremo sustancialmente opuesto al primer extremo. El primer extremo está cerrado por una base de la preforma y el segundo extremo está unido a una sección de cuello con una abertura de vertido. Además, la preforma tiene una pared que define un espacio interior de la preforma, donde la pared tiene un lado interior y un lado exterior. El método prevé que

- el cuerpo de la preforma se caliente hasta al menos 70 0C,

- la preforma se introduzca en la cavidad de un molde de soplado,

- un mandril de estiramiento que comprende un cuerpo de mandril de estiramiento y una punta de mandril de estiramiento se introduzca en la preforma hasta que la punta del mandril de estiramiento alcance la base de la preforma,

- el cuerpo de la preforma y la base de la preforma sean estirados hasta el interior de la cavidad por el mandril de estiramiento,

- el cuerpo de la preforma y la base de la preforma sean conformados de acuerdo con la cavidad introduciendo un fluido bajo presión en la preforma, y

- el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma hasta alcanzar la base de la preforma, entre en contacto con el lado interior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma en al menos una zona parcial predeterminada.

Dentro de una zona contigua a la punta del mandril de estiramiento, la extensión del mandril de estiramiento es al menos tan grande como la extensión del espacio interior de la preforma perpendicular al eje central de la preforma dentro de una zona contigua a la base de la preforma que tiene una longitud de al menos 5, 10 o 20 milímetros en paralelo al eje central. Después de calentar la preforma y/o durante la inserción del mandril de estiramiento en la preforma, la preforma tiene una temperatura en el lado interior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma, que es al menos 5 grados centígrados mayor que en el lado exterior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma.

A continuación se describen las características que deben considerarse (individualmente) como características preferidas, aunque no se designen explícitamente como tales. Las características se describen por separado (como parte de cualquier método o preforma) y, en la medida en que no sean mutuamente excluyentes, en cualquier combinación. Esto incluye la posibilidad de realizar simultáneamente todas las características descritas.

A diferencia de los métodos de estirado-soplado conocidos, no se intenta evitar el contacto lateral del mandril de estiramiento con el lado interior del cuerpo de la preforma cuando el mandril se inserta. Más bien, el objetivo es lograr un contacto uniforme y, por tanto, también un cambio de temperatura uniforme del lado interior del cuerpo de la preforma por contacto con el mandril de estiramiento. Dado que el mandril de estiramiento puede extenderse hasta el lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma durante la inserción, también se resuelve el problema descrito anteriormente con respecto a su estabilidad y con respecto a la posibilidad de perforar la base de la preforma.

Es posible utilizar preformas pequeñas y finas que pueden estirarse más para el mismo tamaño de envase de plástico a fabricar. Esto permite fabricar envases de plástico que tienen suficiente resistencia al estiramiento a pesar de su pequeño tamaño.

Para su uso en un método de estirado-soplado y/o para la fabricación de envases de plástico como los descritos en este documento, puede utilizarse cualquier preforma, pero preferiblemente una preforma que tenga una o más de las características descritas en este documento. En particular, en un método de estirado-soplado y/o para la fabricación de envases de plástico como los descritos en este documento, se prefiere el uso de preformas como las descritas en la solicitud titulada “ Preformas y método de fabricación de preformas” , que tiene la misma fecha de presentación que la presente solicitud. Además, dichas preformas también pueden tener opcionalmente características de una preforma como las que se describen en el presente documento. El contenido de dicha solicitud debe considerarse como parte del contenido de la presente solicitud.

Mediante un mayor estiramiento pueden conseguirse mejores propiedades de barrera en el envase de plástico, en particular, con respecto al CO2. También se reduce la susceptibilidad al agrietamiento por tensión y se consigue una mayor resistencia. Los envases fabricados de este modo pueden ser más ligeros debido a su mayor resistencia para el mismo tamaño.

El cambio en la densidad del material puede utilizarse como medida del estiramiento, ya que el estiramiento aumenta la cristalinidad del material estirado, y el aumento de la cristalinidad se asocia con el aumento de la densidad del material. Se prevé que la densidad del material de la pared en la zona del cuerpo del envase sea, por término medio, al menos 0,02 g/cm3 (gramos por centímetro cúbico) mayor que la densidad del material de la pared en la zona de la sección de cuello, donde esta diferencia de densidad del material se produce esencialmente por el estiramiento del material de la pared. Esto también se aplica a los valores alternativos de la diferencia que se mencionan más adelante.

Preferentemente, el envase de plástico no tiene esencialmente cristalinidad esferulítica, donde la cristalinidad esferulítica del envase de plástico y/o de la pared en la zona de la sección de cuello y/o de la pared en la zona del cuerpo del envase es preferentemente inferior al 5 o al 3 por ciento. La cristalinidad esferulítica es diferente de la que se produce al estirar el material. Se puede crear una cristalinidad esferulítica, por ejemplo, conformando una preforma en una cavidad caliente.

Se conoce por la técnica anterior que los envases de pequeño volumen, por ejemplo, de 0,33 litros, tienen una pobre barrera contra la pérdida de CO2 de los contenidos carbonatados de los envases. La pérdida de CO2 se compone de la permeabilidad del CO2 a través de la pared del envase y del CO2 que se escapa por la fluencia (deformación) del envase y el aumento asociado del volumen del mismo. Por un lado, la resistencia al estiramiento reduce la fluencia del plástico bajo la influencia de la presión interna del envase, que depende, entre otras cosas, del contenido de CO2. Por otro lado, la resistencia al estiramiento aumenta la barrera de CO2 independientemente del grosor de la pared del envase y, por tanto, reduce la permeabilidad. Esto hace posible que la pared del envase sea más fina, lo que hace que dichos envases sean más ligeros.

La fluencia del material del envase puede observarse, por ejemplo, con la siguiente disposición de prueba: El envase de plástico se llena con agua que contiene CO2 en una cantidad de 8 gramos por litro (g/l). A continuación, se mantiene durante 24 horas en una cámara climática con una temperatura de 22 grados centígrados y una humedad relativa del 50 %. En un envase de plástico descrito en este documento, el aumento de volumen durante las 24 horas es preferiblemente inferior al 5 %.

El envase de plástico tiene una pared con un lado interior y otro exterior. Se puede prever que el lado interior delimite un volumen inferior a 300, 200 o 100 mililitros y/o que el envase de plástico tenga dicho volumen.

Preferiblemente, el envase de plástico está formado esencialmente por la pared y/o la pared es el envase de plástico. En caso de ambigüedad, en este documento (salvo que se indique lo contrario o resulte evidente por el contexto), cuando se hace referencia a partes del envase de plástico (por ejemplo, la sección de cuello, el cuerpo del envase, la base del envase), se entiende la pared del envase de plástico en la zona de dicha parte.

Salvo que se indique lo contrario o resulte evidente por el contexto, cuando se menciona el envase de plástico, se entiende el envase de plástico acabado.

Una preforma adecuada para fabricar el envase de plástico puede tener un cuerpo de preforma alargado y tubular que se extiende a lo largo de un eje central de la preforma y que tiene un primer extremo (en particular, un extremo longitudinal) y un segundo extremo (en particular, un extremo longitudinal) sustancialmente opuesto al primer extremo. El primer extremo está cerrado por una base de la preforma, y el segundo extremo está unido por una sección de cuello que tiene una abertura de vertido. La preforma tiene una pared que define un espacio interior de la preforma, donde la pared tiene un lado interior y un lado exterior.

Preferiblemente, la preforma está formada esencialmente en la pared y/o la pared es la preforma. En caso de ambigüedad, en este documento (salvo que se indique lo contrario o se deduzca del contexto), cuando se haga referencia a partes de la preforma (por ejemplo, la sección de cuello, el cuerpo de la preforma, la base de la preforma), se entenderá la pared de la preforma en la zona de dicha parte, preferiblemente en el estado aún no estirado de la preforma, salvo que se indique lo contrario.

Opcionalmente, la preforma puede tener un anillo de soporte entre la sección de cuello y el cuerpo de la preforma.

Según una variante preferida, una primera superficie circunferencial central se extiende centralmente entre el lado interior y el lado exterior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma, donde una primera distancia (más corta) se extiende entre el eje central de la preforma y el punto situado en la primera superficie circunferencial central más alejado del eje central de la preforma. Además, en esta variante, se prevé que el cuerpo del envase se extienda a lo largo de un eje central del envase de plástico, donde una segunda superficie circunferencial central se extiende centralmente entre el lado interior y el lado exterior de la pared del envase de plástico en la zona del cuerpo del envase, donde una segunda distancia (más corta) se extiende entre el eje central del envase de plástico y el punto situado en la segunda superficie circunferencial central más alejado del eje central del envase de plástico. La variante descrita se caracteriza entonces porque la relación entre la segunda distancia y la primera es mayor que 3,8 y/o menor que 6.

Las áreas circunferenciales medias descritas son solo datos de posición. No se trata de estructuras dispuestas en el centro de la pared de la preforma o de la pared del envase de plástico.

Ventajosamente, se puede prever que (A) la circunferencia máxima (es decir, la circunferencia en el lugar de la mayor circunferencia) o la circunferencia media de la pared del envase de plástico en la zona del cuerpo del envase y (B) la circunferencia máxima (es decir, la circunferencia en el lugar de la mayor circunferencia) o la circunferencia media de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma estén en una relación (A/B) superior a 3 o 3,8 o 4,5 y/o inferior a 8 o 6 o 5.

La densidad del material del envase de plástico puede ser como mínimo 0,02 o 0,03 o 0,04 g/cm3 mayor que la densidad del material de la preforma de la que está fabricado.

La medición de la densidad de material puede realizarse, por ejemplo, según el método de prueba estándar ASTM D1505-10 (fuente: ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, Pennsylvania 19428-2959, EE. UU.).

El envase de plástico y/o la preforma de la que está fabricado puede consistir esencialmente en, y/o incluir, uno o más materiales.

Este material o estos materiales pueden ser polímeros, que ventajosamente pertenecen al grupo de los poliésteres, las poliamidas o las poliolefinas.

Los polímeros pueden, por ejemplo, estar hechos en su totalidad o en parte de petróleo crudo y/o de materias primas biológicas regenerables (preferiblemente en menos de 1000 años), especialmente plantas.

Los polímeros preferidos son: PET (tereftalato de polietileno), PEF (furanoato de polietileno), PEN (naftalato de polietileno), PA (poliamida), PS (poliestireno), HDPE (polietileno de alta densidad), LDPE (polietileno de baja densidad) y PP (polipropileno).

El envase de plástico y/o la preforma de la que está fabricado pueden estar compuestos esencialmente por un material, siendo este preferentemente PET o PEF.

La viscosidad intrínseca (IV) del material puede ser ventajosamente superior a 0,77 o 0,8 dl/g y/o inferior a 0,90 o 0,84 dl/g, siendo particularmente preferible de 0,8 a 0,84 dl/g.

La medición de la viscosidad intrínseca (IV) puede realizarse, por ejemplo, según el método de prueba estándar ASTM D4603 (fuente: ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, Pennsylvania 19428-2959, EE. UU.).

Si bien el PET se describe como un material preferido, la presente invención puede permitir resolver el problema descrito anteriormente con el mandril de estiramiento demasiado delgado y, por tanto, demasiado inestable, para materiales que requieren relaciones de estiramiento aún mayores que el PET.

El método de estirado-soplado se utiliza preferentemente para fabricar un envase de plástico como el descrito en este documento y/o dicho envase de plástico puede fabricarse opcionalmente utilizando dicho método de estirado-soplado.

El método de estirado-soplado es preferentemente un método de estirado-soplado que utiliza una preforma que ha sido enfriada (preferentemente a temperatura ambiente) y opcionalmente almacenada temporalmente después de su fabricación mediante un proceso de moldeo por inyección. En este método, la preforma debe calentarse primero antes de transformarla en un envase de plástico dentro de un molde de soplado. El método de estirado-soplado se realiza preferentemente mediante una máquina diferente a la de fabricación de la preforma, es decir, el proceso de moldeo por inyección.

El método de fabricación (método de inyección-estirado-soplado) que incluye la fabricación de preformas es, por tanto, ventajosamente un método de inyección-estirado-soplado en 2 etapas.

En el método de estirado-soplado, la preforma se calienta, preferentemente desde el exterior.

El calentamiento puede realizarse, por ejemplo, mediante radiación infrarroja (especialmente radiación infrarroja cercana) o calor por contacto. Sin embargo, cuando hablamos de calentamiento o calor de la preforma en relación con el método de estirado-soplado, no nos referimos expresamente al calor residual del moldeo por inyección, que desempeña un papel en los métodos de una sola etapa.

Es conveniente calentar la preforma en un horno y/o fuera del molde de soplado.

Antes del calentamiento, la preforma puede tener una temperatura media inferior a 60, 40 o 30 grados centígrados. De hecho, se prefiere utilizar para el método preformas que se hayan enfriado lo máximo posible después de su fabricación (véanse los valores anteriores) y, opcionalmente, se hayan almacenado temporalmente en estado enfriado durante al menos 15 minutos, lo que no ocurre en el proceso de una sola etapa (método de inyección-estirado-soplado en una etapa), que no es objeto de la presente invención, y donde la inyección y el estirado-soplado tienen lugar en la misma máquina.

La preforma y/o el cuerpo de la preforma pueden calentarse como parte del método de estirado-soplado propuesto hasta que tengan una temperatura media superior a 70 u 80 grados centígrados. Alternativa o adicionalmente, la preforma y/o el cuerpo de la preforma se calientan hasta que alcanzan una temperatura media que esté al menos 10, 30 o 40 grados centígrados por encima de la temperatura de transición vítrea del material del que están compuestos sustancialmente. El calentamiento hace que la preforma se deforme plásticamente.

Como se ha descrito anteriormente, los grupos de materiales preferidos son, por ejemplo, los poliésteres, los poliestirenos y las poliamidas. En el caso de las poliolefinas (por ejemplo, el PE o el PP), la temperatura de transición vítrea es muy baja, en algunos casos por debajo de 0 0C y, sin embargo, solo pueden deformarse bien plásticamente cerca del punto de fusión. Si el material de la preforma es una poliolefina, la preforma y/o el cuerpo de la preforma se calientan ventajosamente a una temperatura de 5 a 50 0C por debajo del punto de fusión del material.

Según la invención, después de calentar la preforma y/o cuando el mandril de estiramiento se inserta en la preforma, esta tiene una temperatura en el lado interior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma, que es al menos 5, 10, 15 o 18 grados centígrados más alta que en el lado exterior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma. De este modo, se consigue que la preforma siga siendo plástica a pesar del contacto con el mandril de estiramiento y el enfriamiento asociado y pueda ser estirada y soplada en el método de estirado-soplado. Esto puede lograrse, por ejemplo, enfriando la preforma solo durante el calentamiento o, al menos, en mayor medida en su lado exterior por convección de aire con ventiladores. Opcionalmente, la estructura del horno puede provocar una circulación que no permita la pérdida de calor a través del interior de la preforma, o solo en menor medida que a través del exterior de la preforma. El sobrecalentamiento en el lado interior reduce el riesgo de que el soplado de la preforma se vea dificultado o imposibilitado por el enfriamiento provocado por el contacto con el mandril de estiramiento.

Según una variante adecuada, se prevé que el lado interior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma, tenga una temperatura de al menos 100 grados centígrados después del calentamiento.

Si el material de la preforma es poliéster, la preforma puede tener, por ejemplo, después del calentamiento, una temperatura de más de 100, 110 o 115 grados centígrados y/o menos de 180, 170 o 160 grados centígrados en el lado interior de la pared, particularmente en la zona del cuerpo de la preforma. Se prefiere una temperatura de 100 a 150 grados centígrados si la preforma está fabricada en PET y de 105 a 155 grados centígrados si la preforma está fabricada en PEF.

Se puede prever que el mandril de estiramiento se caliente fuera del molde de soplado antes de insertarse en la preforma, preferiblemente a una temperatura de al menos 80 0C, idealmente a 10 0C por encima de la temperatura de transición vítrea para un poliéster.

Tras calentar la preforma, esta se introduce en la cavidad de un molde de soplado. La forma de la cavidad define la forma del envase de plástico que se fabricará a partir de la preforma. El molde de soplado suele tener una abertura que da paso a la cavidad, en la que se coloca la preforma. El extremo cerrado (primer extremo) del cuerpo de la preforma se introduce en el interior de la cavidad o al menos está orientado hacia la cavidad. La abertura de vertido de la preforma está dirigida hacia el exterior y, por tanto, es accesible para el mandril de estiramiento.

El mandril de estiramiento se introduce en la preforma a través de la abertura de vertido de esta hasta alcanzar la base de la preforma opuesta a la abertura de vertido. El mandril de estiramiento tiene un cuerpo de mandril de estiramiento y una punta de mandril de estiramiento, donde la punta de mandril de estiramiento entra en contacto con la base de la preforma cuando el mandril de estiramiento alcanza la base de la preforma.

Está previsto que el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entre en contacto con el lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma en al menos una zona parcial predeterminada. En el método de inyección-soplado del estado de la técnica descrito anteriormente, no hay inserción del mandril de estiramiento en el sentido de la invención. En el método de inyección-soplado, la preforma permanece en el núcleo de inyección, que puede desplazarse ligeramente en la dirección de la base del molde de soplado para fabricar la botella.

Según una variante, el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entra en contacto con el lado interior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma, por lo que se produce un intercambio de calor entre dicho lado interior y el mandril de estiramiento que es sustancialmente uniforme en su circunferencia. La circunferencia mencionada es la circunferencia interior del cuerpo de la preforma descrita a continuación y/o la circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento en la zona del cuerpo del mandril de estiramiento.

Es ventajoso que el mandril de estiramiento y la preforma entren en contacto en una longitud (medida a lo largo del eje central de la preforma) de al menos 20 milímetros, preferiblemente de al menos 30 milímetros, mientras el mandril de estiramiento se inserta en la preforma.

Preferiblemente, el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entra en contacto con la preforma a lo largo de una circunferencia interior del cuerpo de la preforma y/o a lo largo de una circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento en la zona del cuerpo del mandril de estiramiento. La circunferencia interior del cuerpo de la preforma está definida por una línea a lo largo del lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma, donde la línea está en un plano perpendicular al eje central de la preforma. La circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento está definida por una línea a lo largo del lado exterior del mandril de estiramiento en la zona del cuerpo del mandril de estiramiento, donde la línea está en un plano perpendicular al eje central del mandril de estiramiento.

Ventajosamente, el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entra en contacto con la preforma sustancialmente a lo largo de toda (o al menos la mayor parte de) la circunferencia interior del cuerpo de la preforma y/o a intervalos regulares a lo largo de la circunferencia interior del cuerpo de la preforma.

Es deseable que el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entre en contacto con la preforma sustancialmente a lo largo de toda (o al menos la mayor parte de) la circunferencia exterior del mandril de estiramiento y/o a intervalos regulares a lo largo de la circunferencia exterior del mandril de estiramiento.

Preferiblemente, el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entra en contacto con la preforma en varios puntos (por ejemplo, 2, 3, 4 o más) a lo largo de la circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento y/o a lo largo de la circunferencia interior del cuerpo de la preforma.

Según una variante, los puntos en los que el mandril de estiramiento entra en contacto con la preforma pueden desplazarse paralelamente al eje central de la preforma a lo largo del lado interior de la pared de la preforma cuando se inserta el mandril de estiramiento (con un contacto continuo entre el mandril de estiramiento y la preforma).

Preferentemente, el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, entra en contacto con el lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma en dos puntos sustancialmente opuestos con respecto al eje central de la preforma.

Según una variante, se puede prever que el cuerpo del mandril de estiramiento tenga un lado exterior con un contorno exterior (estructura de superficie tridimensional) que esté diseñado de tal manera que el lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma esté en contacto con el lado exterior del cuerpo del mandril de estiramiento en al menos dos zonas parciales que son esencialmente opuestas entre sí con respecto al eje central de la preforma y se extienden esencialmente a lo largo del eje central de la preforma mientras el mandril de estiramiento se inserta en la preforma.

El método de estirado-soplado puede caracterizarse ventajosamente por el hecho de que el lado exterior del mandril de estiramiento, en particular, en la zona del cuerpo del mandril de estiramiento, o el lado interior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma, tienen bandas que discurren a lo largo de la dirección de inserción, que establecen un contacto entre el mandril de estiramiento y la preforma durante la inserción del mandril de estiramiento.

Es posible que el lado interior de la pared de la preforma, dependiendo de la temperatura del mandril de estiramiento, se caliente o enfríe localmente por contacto con el mandril de estiramiento en los puntos en los que es contactado por el mandril de estiramiento durante la inserción. De este modo, es posible, por ejemplo, crear un perfil de grosor de pared en el envase de plástico que se va a fabricar que tenga puntos gruesos y finos planificados en el eje de la botella de las botellas redondas, o una distribución uniforme del grosor de pared de una botella ovalada.

Según una variante, en el momento en que el mandril de estiramiento alcanza la base de la preforma, entra en contacto con el lado interior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma en al menos un 30, 50 o 70 por ciento de su superficie y/o llena sustancialmente el cuerpo de la preforma en este momento.

También puede ser conveniente que el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, enfríe el lado interior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma en los puntos de contacto (es decir, donde el mandril de estiramiento entra en contacto con dicho lado interior) a una temperatura entre 0 y 40 0C por encima de la temperatura de transición vítrea en el caso de los poliésteres, las poliamidas y el poliestireno, o a una temperatura entre 0 y 50 °C por debajo del punto de fusión en el caso de las poliolefinas.

Se puede prever que el mandril de estiramiento se extienda a lo largo de un eje central del mandril de estiramiento y que, en una zona contigua a la punta del mandril de estiramiento, la extensión del cuerpo del mandril de estiramiento perpendicular al eje central del mandril de estiramiento sea al menos tan grande como la extensión del espacio interior de la preforma perpendicular al eje central de la preforma en una zona del cuerpo de la preforma contigua a la base de la preforma (en el estado no estirado de la preforma). Ventajosamente, dicha extensión del espacio interior es menor de 7 milímetros, preferentemente menor de 6 milímetros o menor de 5 milímetros, y de forma particularmente preferente, menor de 3 a 4 milímetros.

Alternativa o adicionalmente, existe una circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento (véase la definición más arriba) y una circunferencia interior del cuerpo de la preforma (véase la definición más arriba), por lo que se aplica que: el área de sección transversal del mandril de estiramiento definida por dicha circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento es superior al 90, 100 o 102 por ciento del área de sección transversal interior de la preforma definida por dicha circunferencia interior del cuerpo de la preforma.

Preferentemente, dicha circunferencia (exterior) y/o dicha área de sección transversal del mandril de estiramiento están a menos distancia de la punta del mandril de estiramiento de lo que lo está dicha circunferencia interior y/o dicha área de sección transversal interior de la preforma del lado interior de la base de la preforma.

Según una variante, los dos puntos más distantes de dicha área de sección transversal de la preforma y/o dicha área de sección transversal del mandril pueden estar separados por menos de 7, 6 o 5 milímetros. Alternativa o adicionalmente, dicha área de sección transversal de la preforma y/o dicha área de sección transversal del mandril puede ser menor de 40, 35 o 30 milímetros cuadrados.

Se puede prever que el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, expanda el cuerpo de la preforma por contacto con la preforma y/o amplíe la circunferencia (interior y/o exterior) del cuerpo de la preforma (por ejemplo, en al menos un 2, 5 o 10 por ciento) y/o amplíe el espacio interior de la preforma (por ejemplo, en al menos un 2, 5 o 10 por ciento).

Alternativa o adicionalmente, se puede prever que el mandril de estiramiento, durante su inserción en la preforma, aumente la longitud de la misma (medida a lo largo del eje central de la preforma) (por ejemplo, en al menos un 1, 2 o 5 por ciento y/o, como máximo, en un 20 o 10 por ciento). El hecho de que el mandril de estiramiento entre en contacto con la preforma antes de que el mandril de estiramiento llegue a la base de la preforma permite que este, por decirlo de forma sencilla, “ tire” de la preforma.

Según una realización, el área de sección transversal del interior de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma es un 0,5 a un 5 % menor que el área de sección transversal del mandril de estiramiento, y la preforma se expande durante la inserción del mandril de estiramiento en la preforma, tanto en diámetro como en longitud. Esto deforma la preforma antes del proceso de estiramiento real y hace que las moléculas ya estén alineadas. En este caso, se puede hablar de un pequeño preestiramiento.

Para distinguir las etapas individuales del método, se establece lo siguiente: cuando en este documento se indica que el mandril de estiramiento se inserta en la preforma, significa que el mandril de estiramiento se inserta en la preforma hasta alcanzar la base de la misma, es decir, hasta que la punta del mandril de estiramiento entra en contacto con la base de la preforma. Cuando se indica que el cuerpo de la preforma y la base de la preforma son estirados por el mandril de estiramiento (hasta el interior de la cavidad), significa que el mandril de estiramiento se introduce más en la cavidad, es decir, desde el momento en que la punta del mandril de estiramiento alcanza la base de la preforma. Alcanzar la base de la preforma marca, por tanto, la transición de la “ inserción” al “estiramiento” .

Según una realización preferida, la preforma mencionada es una preforma en el estado en que el mandril de estiramiento se inserta en la preforma.

El cuerpo de la preforma es, preferentemente, esencialmente cilíndrico, en particular, cilíndrico circular. Opcionalmente, se puede prever un anillo de soporte en la zona de transición entre el cuerpo de la preforma y la sección de cuello.

Según una variante, la preforma puede tener en el lado interior de la pared, en particular, en la zona del cuerpo de la preforma, al menos 2, 4 u 8 bandas que discurren a lo largo del eje central de la preforma y que se distribuyen preferentemente de manera uniforme a lo largo de la circunferencia interior de la preforma.

También se puede prever que el mandril de estiramiento y/o el cuerpo del mandril de estiramiento tengan en su lado exterior al menos 2, 4 u 8 bandas que discurran a lo largo del eje central del mandril de estiramiento y que, preferentemente, estén distribuidas uniformemente a lo largo de la circunferencia (exterior) del mandril de estiramiento.

Preferiblemente, mientras el mandril de estiramiento se inserta en la preforma, el mandril de estiramiento entra en contacto con el lado interior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma mediante las bandas, mientras que las zonas entre las bandas no entran en contacto con la preforma. Esta realización puede utilizarse, por ejemplo, para reducir la transferencia de calor entre la preforma y el mandril de estiramiento.

El mandril de estiramiento puede tener una capa de aislamiento térmico y/o reductora de adherencia en su exterior.

La capa reductora de adherencia tiene convenientemente un menor coeficiente de fricción estática y/o un menor coeficiente de fricción por deslizamiento que dicha superficie exterior del mandril de estiramiento sin dicha capa reductora de adherencia. La capa reductora de adherencia puede estar en forma sólida, preferiblemente en forma de capa de teflón. Sin embargo, también es posible que la capa reductora de adherencia esté en forma líquida, preferiblemente como lubricante (por ejemplo, lubricante como aceite o grasa). El lubricante puede aplicarse y/o sustituirse opcionalmente antes o durante el método, preferiblemente a intervalos regulares o después de cada operación de soplado. Esta capa reductora de adherencia puede facilitar la penetración del mandril en la preforma.

La capa de aislamiento térmico está convenientemente diseñada para reducir la transferencia de calor entre el mandril de estiramiento y la preforma. Para ello, la capa de aislamiento térmico tiene una conductividad térmica menor que dicha superficie exterior del mandril de estiramiento sin dicha capa de aislamiento térmico. Dicha capa puede reducir el enfriamiento de la preforma debido al contacto con el mandril de estiramiento.

La capa de aislamiento térmico descrita puede ser también, al mismo tiempo, una capa reductora de adherencia.

Lo anterior puede aplicarse, en particular, a la parte del mandril de estiramiento que se inserta en la preforma y/o en el cuerpo de la preforma.

Se puede prever que el mandril de estiramiento se caliente antes de introducirlo en la preforma. De esta manera, se puede reducir la pérdida de calor de la preforma cuando está en contacto con el mandril de estiramiento.

También es posible, al llevar a cabo el método, calentar el mandril de estiramiento antes de insertarlo en la preforma, donde, en una realización opcional inmediatamente anterior del método y/o una realización opcional inmediatamente posterior del método, no se lleva a cabo dicho calentamiento antes de la inserción en la preforma.

Si el método se lleva a cabo varias veces en sucesión inmediata, el mandril de estiramiento también puede calentarse cada vez que se lleva a cabo el método antes de insertarlo en la preforma, o solo cuando se lleva a cabo el método por primera vez. En este último caso, es posible que en una o varias ejecuciones posteriores del método, el mandril de estiramiento se caliente por contacto con la preforma calentada. De este modo, no es necesario recalentar el mandril de estiramiento antes de la inserción en la preforma.

La preforma se estira hacia el interior de la cavidad mediante el mandril de estiramiento, preferentemente hasta la pared interior de la cavidad, que está frente a la abertura del molde de soplado.

Para este método no es absolutamente necesario que la preforma sea presoplada durante el estiramiento para no entrar en contacto con el mandril de estiramiento en un lado, ya que este ya entra en contacto con la preforma.

De forma adicional, puede ser útil, sin embargo, presoplar la preforma, de manera que, debido al presoplado, parte de la preforma se desprende del mandril de estiramiento en contacto, de manera que parte del cuerpo de la preforma permanece en contacto con el mandril de estiramiento, mientras que el cuerpo de la preforma y la base de la preforma son estirados hasta el interior de la cavidad por el mandril de estiramiento, especialmente si parte del presoplado debe enfriarse pronto en el molde de soplado para conseguir una distribución especial del grosor de pared en el envase de plástico que se va a fabricar, o si debe cristalizar en un molde de soplado muy caliente para conseguir una cristalización especial de la zona afectada.

En el presente caso, el presoplado (mientras la preforma es estirada hasta el interior de la cavidad por el mandril de estiramiento) y el soplado (principal) descrito (después del estirado y/o después de que el mandril de estiramiento se haya insertado completamente en la cavidad y/o hasta la pared interior de la cavidad) no están necesariamente ligados a una introducción de un fluido a través de la boquilla de soplado, que normalmente no forma parte del mandril de estiramiento. A través de los agujeros del mandril de estiramiento, la preforma puede ser enfriada localmente de forma selectiva por el fluido que escapa y, de este modo, se pueden crear puntos específicos finos y gruesos en el envase de plástico que se va a fabricar.

Preferentemente, durante el estiramiento de la preforma hacia el interior de la cavidad por el mandril de estiramiento, la punta del mandril de estiramiento recorre una distancia superior a 10, 15 o 20 milímetros y/o inferior a 300, 250 o 200 milímetros.

Se prefiere que la circunferencia (interior y/o exterior) del cuerpo de la preforma no disminuya durante el estiramiento de la preforma hacia el interior de la cavidad por parte del mandril de estiramiento.

Después del estiramiento y/o cuando el mandril de estiramiento ha entrado completamente en la cavidad y/o hasta la pared interior de la cavidad, el cuerpo del mandril de estiramiento puede formarse como un cilindro esencialmente al menos hasta la abertura de vertido de la preforma estirada.

Tras el estiramiento mediante el mandril de estiramiento, la preforma se conforma según la cavidad soplando un fluido (preferentemente un gas como el aire) en la preforma (“ soplado [principal]” ). Así se crea el envase de plástico que se va a fabricar, cuya forma exterior corresponde esencialmente a la forma de la cavidad. Salvo que se indique lo contrario o se deduzca del contexto, en este documento, cuando se hace referencia a la introducción del fluido, se entiende esta etapa del método (“ soplado principal” ).

El fluido se introduce en la preforma bajo presión, donde la presión es mayor que la que actúa en el lado exterior de la pared de la preforma en la zona del cuerpo de la preforma. La presión durante el presoplado puede ser, por ejemplo, de 1 a 10 bares. Para el soplado principal, la presión puede ser, por ejemplo, de 10 a 40 bares.

Según una variante, el fluido puede introducirse a través de la punta del mandril de estiramiento.

Puede preverse que el cuerpo del mandril de estiramiento tenga al menos una ranura que se extienda sustancialmente hasta la punta del mandril de estiramiento o hacia el interior de la punta del mandril de estiramiento, donde la ranura está diseñada para permitir la introducción de fluido desde la abertura de vertido de la preforma hasta la base de la preforma cuando el mandril de estiramiento ha estirado el cuerpo de la preforma y la base de la preforma hacia el interior de la cavidad hasta la pared interior de la cavidad.

Alternativa o adicionalmente, se prevé una ranura en la zona del cuerpo del mandril de estiramiento que discurre a lo largo del eje central del mandril de estiramiento en el lado exterior del mismo, a través de la cual se distribuye el fluido desde la base de la preforma hasta la abertura de vertido de la preforma cuando el fluido se introduce en ella.

El mandril de estiramiento puede diseñarse sin pasajes de refrigeración y/o sin cavidades. Alternativamente, el mandril de estiramiento también puede ser hueco. De esta manera, el fluido puede ser transportado a través del espacio hueco del mandril de estiramiento hasta la punta del mandril de estiramiento, donde puede ser inyectado en la preforma, permitiendo que la preforma sea soplada acorde a la cavidad.

El fluido introducido en la preforma puede ser un gas inyectado en la preforma, en particular, aire.

El envase de plástico puede retirarse del molde de soplado una vez finalizado el método de estirado-soplado, con lo que el molde de soplado está listo para recibir una nueva preforma y repetir las etapas del método.

El método de estirado-soplado puede repetirse una o más veces, utilizando una nueva preforma cada vez que se realice el método.

Entre otros aspectos, se divulga lo siguiente:

(A) Un envase de plástico fabricado a partir de una preforma mediante un método de inyección-estiradosoplado en 2 etapas, que tiene una sección de cuello con una abertura de vertido, una base del envase, un cuerpo del envase que se extiende entre la sección de cuello y la base del envase, y una pared con un lado interior y un lado exterior, caracterizado por que el lado interior delimita un volumen que es superior a 50 e inferior a 400 mililitros, donde la pared es resistente al estiramiento al menos en zonas parciales, donde, debido a la resistencia al estiramiento, la densidad del material de la pared en la zona del cuerpo del envase por término medio es superior en al menos 0,02 g/cm3 a la densidad del material de la pared en la zona de la sección de cuello, y donde el envase de plástico no tiene esencialmente ninguna cristalinidad esferulítica.

(B) Un envase de plástico según (A), caracterizado por que el lado interior delimita un volumen inferior a 300 mililitros, donde es preferible un volumen inferior a 200 mililitros y, en particular, inferior a 100 mililitros.

(C) Un envase de plástico según (A) o (B), caracterizado por que

- la preforma tiene un cuerpo tubular alargado que se extiende a lo largo de un eje central de la preforma y que tiene un primer extremo y un segundo extremo sustancialmente opuesto al primero, donde el primer extremo está cerrado por una base de la preforma y el segundo extremo es contiguo a una sección de cuello con una abertura de vertido, y que tiene una pared que limita con un espacio interior de la preforma con un lado interior y un lado exterior, donde una primera superficie circunferencial central se extiende centralmente entre el lado interior y el lado exterior de la pared en la zona del cuerpo de la preforma, donde una primera distancia se extiende entre el eje central de la preforma y un punto que está más alejado del eje central de la preforma y se encuentra en la primera superficie circunferencial central, y

- por que el cuerpo del envase se extiende a lo largo de un eje central del envase de plástico, donde una segunda superficie circunferencial central se extiende centralmente entre el lado interior y el lado exterior de la pared en la zona del cuerpo del envase, donde una segunda distancia se extiende entre el eje central del envase de plástico y un punto más alejado del eje central del envase de plástico que se encuentra en la segunda superficie circunferencial central,

- donde la relación entre la segunda distancia y la primera distancia es superior a 3,8.

(D) Un envase de plástico según (A), (B) o (C), caracterizado por que está formado esencialmente por un material, donde el material es PET o PEF.

(E) Un envase de plástico según (D), caracterizado por que la viscosidad intrínseca (IV) del material es superior a 0,77 dl/g e inferior a 0,87 dl/g, medida según ASTM D4603.

Se describe además una máquina de estirado-sopiado que comprende un molde de soplado y un mandril de estiramiento. El molde de soplado tiene una cavidad y una abertura para recibir una preforma, donde la abertura conduce a la cavidad. La máquina de estirado-soplado puede utilizarse opcionalmente para realizar el método descrito en este documento y/o tener otras características de una máquina de estirado-soplado como las descritas en este documento.

Cuando en este documento se menciona la presencia de un elemento, esto no excluye la presencia de otros elementos del mismo tipo. En otras palabras, cuando se menciona un elemento, se describe “al menos un” elemento de este tipo y “ uno o varios” elementos de este tipo. Uno, dos, tres o más, o incluso todos los elementos adicionales, pueden tener opcionalmente las mismas características que el único elemento.

Si la referencia a una norma es ambigua, se entenderá la versión más reciente de la norma en el momento de la solicitud con la designación más similar a la indicada.

Las acciones descritas en forma de capacidades, propiedades o funciones del dispositivo (o partes del mismo) descritas en este documento se describen también (de forma independiente y en cualquier combinación) como etapas del método, de forma dependiente e independiente del correspondiente dispositivo o de la parte correspondiente del mismo.

También se describe el uso de características de los dispositivos o partes de dispositivos descritos (independientemente y en cualquier combinación) como etapas del método.

A la inversa, los dispositivos o partes de dispositivos descritos pueden comprender medios capaces de realizar, y/o que están diseñados para realizar, una o más de las etapas del método mencionadas en relación con el método descrito. Además, las siguientes reivindicaciones se describen adicionalmente haciendo referencia en cada caso a cualquiera de las reivindicaciones anteriores (“según una de las reivindicaciones anteriores” ), aunque no se reivindique de esa forma.

Breve descripción de las figuras

Las figuras muestran una representación esquemática, no a escala, de:

Figura 1 una preforma en sección longitudinal;

Figura 2 la preforma según la Figura 1 con un mandril de estiramiento que entra en contacto uniformemente con la preforma;

Figura 3a la preforma según la Figura 1 con un mandril de estiramiento uniformemente espaciado de la preforma según el estado de la técnica;

Figura 3b la preforma según la Figura 1 con un mandril de estiramiento que está en contacto con la preforma de manera no uniforme según el estado de la técnica; y

Figura 4 diferentes tipos de mandriles de estiramiento.

Realización de la invención

A continuación, la invención se explica a modo de ejemplo con referencia a los dibujos. La Figura 1 muestra una preforma diseñada para su posterior transformación en un envase de plástico en un método de estirado-soplado. Las Figuras 2, 3a y 3b muestran la preforma de la Figura 1 y un mandril de estiramiento respectivo insertado en la preforma y sirven para explicar el método de estirado-soplado.

Haciendo referencia a la Figura 1, la preforma 11 comprende un cuerpo 21 de preforma y una sección 31 de cuello conectada a este. El eje central 12 de la preforma 11 pasa por un primer extremo 23 y un segundo extremo 25 del cuerpo 21 de la preforma, donde el primer extremo 23 del cuerpo 21 de la preforma está cerrado por una base 23 de la preforma 11. La sección 31 de cuello tiene una abertura 35 de vertido y se une al segundo extremo 25 abierto del cuerpo 21 de la preforma.

En la preforma 11 propuesta, a lo largo de una longitud del eje central 12 de al menos 20, 30 o 50 milímetros, la distancia máxima del lado interior 17 de la pared 13 de la preforma con respecto al eje central 12 es inferior a 3,5 o 3 o 2,5 milímetros. Sin embargo, este dimensionamiento preferente no es obligatorio.

Otras características ventajosas de la preforma 11 incluyen, como se muestra en la Figura 1, una rosca 37 y un anillo 39 de soporte en la sección 31 de cuello. La rosca 37 permite la posterior fijación de una tapa (no mostrada) en la abertura de vertido del envase de plástico que se fabricará a partir de la preforma 11. El anillo 39 de soporte facilita la manipulación de la preforma 11, lo que es especialmente ventajoso en un método de inyección-estirado-soplado en dos etapas (método de inyección-estirado-soplado en 2 etapas), como el que se prevé para fabricar la preforma 11 y (a partir de ella) el envase de plástico. En este método de dos etapas, la preforma 11 se enfría a temperatura ambiente después de su fabricación y solo después se transforma en un envase de plástico en un método de estirado-soplado. La preforma 11 está fabricada en una sola pieza mediante moldeo por inyección a partir de un poliéster, y esto también se aplica a la rosca 37 y al anillo 39 de soporte, los cuales están dispuestos en el lado exterior 15 de la pared 13 de la preforma 11. Al igual que el cuerpo 21 de la preforma, la sección 31 de cuello tiene un primer extremo 33 y un segundo extremo 35, donde el primer extremo 33 de la sección 31 de cuello está unido al segundo extremo 25 del cuerpo 21 de la preforma y el segundo extremo 35 de la sección 35 de cuello tiene la abertura de vertido. Esta última desemboca en el espacio interior 19 de la preforma hueca 11, donde el espacio interior 19 se extiende desde la abertura de vertido hasta la base de la preforma 11. El espacio interior 19 está delimitado por el lado interior 17 (es decir, la superficie interior) de la pared 13, que también tiene un lado exterior 15 (es decir, una superficie exterior). La distancia entre el lado interior 17 y el lado exterior 15 es el espesor de la pared. Opcionalmente, esta puede ser mayor en promedio en la zona del cuerpo 21 de la preforma que en la zona de la sección 31 de cuello, por lo que las estructuras en el lado exterior 15 de la pared 13, como la rosca 37 y el anillo 39 de soporte, no deben tenerse en cuenta al evaluar el espesor de la pared. Normalmente, durante la fabricación del envase de plástico a partir de la preforma 11 solo se estira y sopla el cuerpo 21 de la preforma, por lo que se necesita más material en esta zona. El espacio interior 19 puede tener opcionalmente una sección transversal mayor en la zona de la sección 31 de cuello que en la zona del cuerpo 21 de la preforma, entendiéndose por sección transversal el área de sección transversal perpendicular al eje central 12. El eje central 12 de la preforma 11 se extiende desde la abertura de vertido hasta la base, siendo sustancialmente equidistante en relación con los puntos opuestos al eje central 12 de la superficie interior 17, es decir, se extiende sustancialmente en el centro del espacio interior 19. En la zona del cuerpo 21 de la preforma adyacente a la sección 31 de cuello, el espacio interior 19 puede estrecharse opcionalmente, alcanzando su sección transversal más pequeña en la zona 27 de la base 23 de la preforma 11. Preferiblemente, el lado interior 17 de la pared 13 tiene una distancia máxima de 3,5 milímetros respecto al eje central 12 en la zona 27 descrita, donde la zona se une a la base 23 de la preforma 11 y tiene una longitud mínima de 30 milímetros.

Las Figuras 3a y 3b ilustran, sobre la base del estado de la técnica, los problemas que plantea la fabricación de un envase de plástico a partir de una preforma 11 como la mostrada en la Figura 1, que tiene un cuerpo de preforma con una sección transversal pequeña.

En los métodos conocidos de estirado-soplado, se prevé que el mandril 51 de estiramiento no entre en contacto con la preforma 11 durante su inserción en esta hasta que llegue a la base de la preforma 11. La Figura 3a ilustra esta situación deseada. Aquí se muestra que el mandril 51 de estiramiento no hace contacto con la preforma 11 excepto en su punta.

Por el contrario, la Figura 3b ilustra la situación con una inserción incorrecta del mandril 51 de estiramiento, en la que el contacto lateral con la preforma 11 provoca un enfriamiento local de esta en el punto de contacto. En la introducción que comienza en la página 1 de este documento se explica cómo puede llegarse a esta situación y cuáles son sus consecuencias.

La Figura 2 muestra una realización según la invención, en la que el mandril 51 de estiramiento, durante su inserción en la preforma 11 y antes de alcanzar la base 23 (véase la Figura 1) de la preforma 11, entra en contacto con el lado interior 17 (véase la Figura 1) de la preforma 11 en la zona del cuerpo 21 de la preforma en varios puntos (preferiblemente a intervalos regulares) a lo largo de su circunferencia o de forma continua a lo largo de su circunferencia. Esto provoca una influencia más uniforme en la temperatura de la preforma y evita el problema asociado a la Figura 3b.

En la Figura 1 se observa que el cuerpo 21 de la preforma se extiende a lo largo de un eje central 12 de la preforma 11, y que la preforma 11 tiene una pared 13 que delimita un espacio interior 19 de la preforma 11 y que tiene un lado interior 17 y un lado exterior 15. El mandril 51 de estiramiento se extiende a lo largo de un eje central 52 del mandril de estiramiento, donde el eje central 52 del mandril de estiramiento, de forma ideal, está sustancialmente alineado con el eje central 12 de la preforma 11 cuando el mandril de estiramiento se inserta en la preforma 11.

Dentro de una zona 49 contigua a la punta del mandril 51 de estiramiento, la extensión del mandril 51 de estiramiento perpendicular al eje central 52 del mandril 51 de estiramiento es al menos tan grande como la extensión del espacio interior de la preforma 11 perpendicular al eje central 12 de la preforma 11 dentro de una zona 29 contigua a la base de la preforma 11. Es posible que esto se aplique a la zona 49 del mandril de estiramiento y/o a la zona 29 de la preforma en toda su longitud, o solo a uno, dos o más puntos a lo largo de dichas zonas 29,49. Las dos zonas 29,49 mencionadas no tienen necesariamente la misma longitud. Puede ser ventajoso que dichas zonas 29, 49 tengan una longitud de al menos 5, 10 o 20 milímetros y/o como máximo 100, 80 o 70 milímetros. Las indicaciones de dirección de las zonas 29,49 se refieren a una dirección paralela al respectivo eje central 12, 52, salvo que se indique otra cosa. La zona 29 descrita para la preforma puede corresponder a la zona 27 con una pequeña sección transversal según la Figura 1.

Dado que el mandril de estiramiento puede hacerse más grueso en relación con las dimensiones del cuerpo de la preforma, también pueden utilizarse mandriles de estiramiento con suficiente estabilidad para el procesamiento posterior de preformas con un diámetro interior pequeño.

La Figura 4 muestra diferentes tipos de mandriles de estiramiento. El primer mandril 51 de estiramiento de la izquierda tiene un cuerpo de mandril de estiramiento cilíndrico, el segundo, uno cónico. Las ilustraciones tercera y cuarta muestran respectivamente el mismo mandril 51 de estiramiento en vista lateral y en sección a lo largo del eje central. Esta tercera variante de mandril 51 de estiramiento es hueca en su interior y tiene aberturas 53 en la punta del mandril de estiramiento que conducen al espacio hueco. El fluido puede introducirse en la preforma a través del espacio hueco y las aberturas 53 durante el soplado (principal) y/o el presoplado opcional.

En general, puede decirse que los mandriles 51 de estiramiento adecuados pueden tener una sección transversal (sección perpendicular al eje central del mandril de estiramiento) o una circunferencia (exterior) del mandril 51 de estiramiento, como se define en la descripción, que pueden ser preferentemente redondas, ovaladas o también poligonales (de forma regular o irregular) con, por ejemplo, al menos 4, 5 o 6 esquinas. También es posible que dicha sección transversal o perímetro tenga esquinas y/o curvas orientadas hacia el exterior (lejos del eje central) y/o hacia el interior (hacia el eje central). Por ejemplo, dicha sección transversal o perímetro puede tener forma de flor, o el mandril 51 de estiramiento puede tener bandas como se menciona en la descripción.

Lista de referencias

11 Preforma

12 Eje central

13 Pared

15 Lado exterior

17 Lado interior

19 Espacio interior

21 Cuerpo de la preforma

23 Primer extremo/base

25 Segundo extremo

27 Zona con sección transversal pequeña

29 Zona de contacto de la preforma

31 Sección de cuello

33 Primer extremo

35 Segundo extremo/abertura de vertido

37 Rosca

39 Anillo de soporte

49 Zona de contacto del mandril de estiramiento

51 Mandril de estiramiento

52 Eje central del mandril de estiramiento

53 Aberturas de salida de gas

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   Método de estirado-sopiado para fabricar un envase de plástico a partir de una preforma (11), que comprende un cuerpo (21) de preforma tubular alargado que se extiende a lo largo de un eje central (12) de la preforma (11) y que tiene un primer extremo (23) y un segundo extremo (25) sustancialmente opuesto al primer extremo, donde el primer extremo (23) está cerrado por una base (23) de la preforma y el segundo extremo (25) es contiguo a una sección (31) de cuello con una abertura (35) de vertido, y que tiene una pared (13) que limita con un espacio interior (19) de la preforma (11) con un lado interior (17) y un lado exterior (15), donde

   - el cuerpo (21) de la preforma se calienta hasta al menos 70° centígrados,

   - la preforma (11) se introduce en una cavidad de un molde de soplado,

   - un mandril (51) de estiramiento con un cuerpo de mandril de estiramiento y una punta de mandril de estiramiento se introduce en la preforma (11) hasta que la punta del mandril de estiramiento alcanza la base (23) de la preforma,

   - el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma son estirados hacia el interior de la cavidad por el mandril (51) de estiramiento,

   - el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma se conforman de acuerdo con la cavidad introduciendo un fluido bajo presión en la preforma (11),

   donde el mandril (51) de estiramiento, durante su inserción en la preforma (11) hasta alcanzar la base (23) de la preforma, entra en contacto con el lado interior (17) de la pared (13) en la zona del cuerpo (21) de la preforma en al menos una zona parcial (29) predeterminada, y

   donde dentro de una zona (49) contigua a la punta (51) del mandril de estiramiento, la extensión del mandril (51) de estiramiento en ángulo recto con respecto al eje central (52) del mandril (51) de estiramiento es al menos tan grande como la extensión del espacio interior de la preforma (11) en ángulo recto con respecto al eje central (12) de la preforma (11) dentro de una zona (29) contigua a la base de la preforma (11), que tiene una longitud de al menos 5, 10 o 20 milímetros en paralelo al eje central (12), caracterizado por que

   la preforma (11), después de que la preforma (11) se haya calentado y/o al insertar el mandril (51) de estiramiento en la preforma (11), tiene una temperatura en el lado interior (17) de la pared (13), en particular, en la zona del cuerpo (21) de la preforma, que es al menos 5 grados centígrados mayor que en el lado exterior (15) de la pared (13), en particular, en la zona del cuerpo (21) de la preforma.

   Método de estirado-soplado según la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerpo del mandril de estiramiento tiene un lado exterior con un contorno exterior que está diseñado de tal manera que el lado interior (17) de la pared (13) de la preforma (11) en la zona del cuerpo (21) de la preforma está en contacto con el lado exterior del cuerpo del mandril de estiramiento en al menos dos zonas parciales que son esencialmente opuestas entre sí con respecto al eje central (12) de la preforma (11) y que se extienden esencialmente a lo largo del eje central (12) de la preforma (11) mientras el mandril (51) de estiramiento se inserta en la preforma (11).

   Método de estirado-soplado según la reivindicación 2, caracterizado por que el cuerpo del mandril de estiramiento tiene al menos una ranura que se extiende sustancialmente hasta la punta del mandril de estiramiento o al interior de la punta del mandril de estiramiento, estando la ranura diseñada de tal manera que el fluido puede introducirse desde la abertura (35) de vertido de la preforma (11) hasta la base (23) de la preforma cuando el mandril (51) de estiramiento ha estirado el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma hacia el interior de la cavidad hasta la pared interior de la misma.

   Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que

   - el mandril (51) de estiramiento se extiende a lo largo de un eje central (52) del mandril (51) de estiramiento,

   - en una zona contigua a la punta del mandril de estiramiento, la extensión del cuerpo del mandril de estiramiento en ángulo recto con respecto al eje central (52) del mandril (51) de estiramiento es al menos tan grande como la extensión del espacio interior (19) de la preforma (11) en ángulo recto con respecto al eje central (12) de la preforma (11) en una zona del cuerpo (21) de la preforma contigua a la base (23) de la preforma en el estado no estirado de la preforma (11), y

   - dicha extensión del espacio interior (19) es inferior a 7 milímetros, preferiblemente inferior a 6 milímetros o inferior a 5 milímetros, y de forma especialmente preferible, de 3 a 4 milímetros.

   Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el mandril (51) de estiramiento, durante su inserción en la preforma (11), expande el cuerpo (21) de la preforma.

   6. Método de estirado-sopiado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que, antes de que el mandril (51) de estiramiento se inserte en la preforma (11), el lado interior (17) de la pared (13) en la zona del cuerpo (21) de la preforma tiene una temperatura superior en al menos 10 grados centígrados a la del lado exterior (15) de la pared (13) en la zona del cuerpo (21) de la preforma, donde el lado interior (17) de la pared (13) en la zona del cuerpo (21) de la preforma tiene preferentemente una temperatura de al menos 100 grados centígrados.

   7. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el cuerpo (21) de la preforma, antes de ser calentado, tiene una temperatura inferior a 40 grados centígrados.

   8. Procedimiento de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el mandril (51) de estiramiento tiene una capa de aislamiento térmico y/o reductora de adherencia en su lado exterior.

   9. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el lado exterior del mandril (51) de estiramiento o el lado interior (17) de la pared (13) de la preforma (11) en la zona del cuerpo (21) de la preforma tiene bandas que discurren a lo largo de la dirección de inserción y que establecen el contacto entre el mandril (51) de estiramiento y la preforma (11) durante la inserción del mandril (51) de estiramiento.

   10. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el fluido se introduce a través de la punta (53) del mandril de estiramiento.

   11. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el mandril (51) de estiramiento se calienta fuera del molde de soplado antes de ser insertado en la preforma (11).

   12. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que, mientras el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma son estirados en el interior de la cavidad por el mandril (51) de estiramiento, la punta del mandril de estiramiento recorre una distancia de entre 20 y 200 milímetros.

   13. Método de estirado-soplado según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que, cuando el mandril (51) de estiramiento ha estirado el cuerpo (21) de la preforma y la base (23) de la preforma al interior de la cavidad hasta la pared interior de la misma, el cuerpo del mandril de estiramiento está configurado como un cilindro al menos hasta la abertura (35) de vertido de la preforma (11) estirada.