ES2955805T3 - Aparato y método para formar recipientes huecos - Google Patents

Abstract

Aparato para formar recipientes huecos (110), adecuados para contener en particular uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos, a partir de preformas (F) de material termoplástico. El aparato comprende una matriz (11) definida por un par de moldes (12) que cooperan entre sí para definir una cavidad (13) con forma del recipiente (110) a formar, y para definir un canal de soporte (14), configurado para definir una porción adicional (112) de dicho recipiente (110). El aparato también comprende un punzón formador (17), operativamente móvil a través de dicho canal de soporte (14) para entrar/salir de dicha cavidad (13) para empujar y soplar uno de dichos parisones (F) contra las paredes de dicha cavidad. (13) para formar al menos dicho recipiente (110). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método para formar recipientes huecos

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para formar recipientes huecos destinados en particular a contener en su interior productos alimenticios líquidos o semilíquidos, con una vida útil corta o media.

En particular, los recipientes están fabricados de material polimérico termoplástico, con un proceso tecnológico comúnmente conocido en el sector como extrusión y soplado, y son particularmente adecuados para contener productos alimenticios líquidos o semilíquidos - por ejemplo, leche, vino, zumos de frutas, alimentos preparados - pero más generalmente cualquier producto líquido o semilíquido que requiera un grado de conservación adecuado.

La presente invención también se refiere al método para formar los recipientes huecos como se indicó anteriormente.

La técnica anterior relacionada se describe en los documentos de patente US2017/239873A1, US2006/249887A1 y US2017/326778A1.

Antecedentes de la invención

En la industria alimentaria y en la venta de productos afines, es sabido que existe la necesidad, especialmente en el caso de productos perecederos líquidos o semilíquidos -como leche, vino, zumos de frutas, alimentos preparados o similares, para garantizar su conservación en recipientes adecuados.

En el caso de los productos alimenticios líquidos o semilíquidos denominados "frescos", especialmente de origen animal como la leche, La elección del tipo de recipiente es muy importante para mantener las propiedades organolépticas y químicas del producto y garantizar que sea comestible a corto, medio o largo plazo.

Especialmente si el producto líquido o semilíquido es leche de origen animal, la elección del recipiente más adecuado y del correspondiente medio de cierre de este recipiente debe respetar la vida útil prevista para el producto. Con el término "vida útil" nos referimos al período de tiempo durante el cual el producto puede mantenerse en determinadas condiciones de conservación de manera que la calidad y seguridad se mantengan inalteradas. En particular, la vida útil depende de numerosos factores, por ejemplo, el proceso de producción, el tipo de embalaje, las condiciones de conservación y las sustancias presentes en un determinado producto. Normalmente, se informa al usuario de la duración prevista de la "vida útil" poniendo una fecha en el recipiente, que representa la fecha de caducidad antes de la cual debe consumirse el producto.

Normalmente, los productos líquidos o semilíquidos pueden tener una vida útil corta, es decir, aproximadamente una semana, una vida útil media, es decir, unas dos o tres semanas, o una vida útil larga, es decir, alrededor de 16 - 48 semanas. Por ejemplo, según los ciclos de tratamiento a los que se somete, la leche se divide en leche fresca pasteurizada, que puede tener una vida útil de unos 7 días desde la fecha de envasado, en particular 6 días más un día de envasado, la denominada leche microfiltrada, que puede tener una vida útil de unos 15-20 días desde la fecha de envasado, en particular 21 días, y la leche UHT de larga duración - Temperatura Ultra Alta - que puede tener una vida útil de unos 4-12 meses desde la fecha de envasado.

Los productos líquidos o semilíquidos se envasan y conservan típicamente en recipientes huecos realizados en forma de botellas, fabricados con un plástico apto para el contacto con los alimentos, es decir, que no contiene constituyentes moleculares que puedan migrar, por contacto, en el alimento a conservar. Dependiendo del tipo de producto líquido o semilíquido y de su vida útil, la botella de plástico puede tener medios de cierre adecuados que cooperan con el cuello de la botella para garantizar la conservación deseada del producto.

En el caso de productos líquidos o semilíquidos con una vida útil corta, como la leche fresca pasteurizada, el cuello de la botella está convenientemente conformado y calibrado internamente, y se garantiza el perfecto acoplamiento entre la tapa, ventajosamente de tipo rosca, y el cuello de la botella, correspondientemente roscado, es suficiente para garantizar la estanqueidad necesaria para impedir la proliferación bacteriana a corto plazo. En este caso, al final del proceso de producción del recipiente, este último está listo para ser introducido en una máquina llenadora con el cuello del recipiente completamente abierto y listo para recibir un producto líquido o semilíquido.

En el caso de productos líquidos o semilíquidos con una vida útil media, como por ejemplo la leche microfiltrada, se requiere una mayor limpieza del recipiente, que debe mantenerse cerrado hasta unos momentos antes de entrar en la máquina llenadora, para disminuir el riesgo de contaminación bacteriana.

En consecuencia, el recipiente se realiza con una porción de cierre superior que define lo que en el sector se denomina cúpula. La cúpula está configurada para mantener cerrado el cuello del recipiente, el cual posteriormente será abierto mediante una operación de corte que separa la cúpula del cuello del recipiente, en el momento en que el recipiente ingresa a la máquina llenadora o inmediatamente antes del paso de llenar el recipiente con un producto líquido o semilíquido.

El cuello del recipiente, por tanto, no se puede calibrar internamente y no se puede utilizar una tapa tradicional para cerrarlo porque esto no garantizaría al recipiente la protección necesaria contra la infiltración bacteriana.

Debido a esta configuración, es necesario aplicar un medio de cierre adicional a la tapa, en correspondencia con la boca del recipiente. Por ejemplo, si el recipiente es una botella, el medio de cierre adicional se aplica en correspondencia con el cuello de la botella para cerrar herméticamente la boca del recipiente durante el período entre las etapas de envasado/distribución y uso final. De esta forma, gracias a la presencia del medio de cierre adicional, se pretende evitar que se produzcan transformaciones biológicas no deseadas en el producto contenido en el interior de la botella, lo que puede provocar la proliferación de bacterias, mohos y hongos muy perjudiciales para la salud humana. Este medio de cierre adicional suele ser una lámina de aluminio apto para uso alimentario que se suelda para tapar herméticamente la boca del recipiente.

El problema es similar en el caso de productos líquidos o semilíquidos con una larga vida útil, como por ejemplo la leche UHT de larga duración. En este caso, además de la aplicación del medio auxiliar de cierre como anteriormente sobre la boca del recipiente, como se describió anteriormente, se requiere que todo el proceso de envasado del producto se realice en un ambiente completamente aséptico ya que los tiempos de permanencia del producto antes de su consumo pueden ser incluso muy largos, y dado que estos productos no son transportados y almacenados en la cadena de frío, a diferencia de los descritos anteriormente.

Una de las desventajas de los recipientes para envasar productos con una vida útil media, como por ejemplo leche microfiltrada, es que la planta o máquina para llenar estos recipientes debe prever una estación para sellar/aplicar la lámina de aluminio. Esto conlleva elevados costes de planta y un mayor número de pasos lo que determina una mayor complejidad del ciclo productivo, así como una disminución de la eficiencia global de la línea de producción y un aumento del tiempo necesario para realizar el envasado. Además, el coste de las láminas de aluminio que se van a aplicar sobre los recipientes influye significativamente en el coste unitario del producto, determinando así una partida de coste adicional bastante importante.

Una desventaja de los recipientes para envasar productos con una vida útil media, como la leche microfiltrada, es que el usuario final tiene que desprecintar el recipiente antes de utilizarlo, operación que no siempre resulta trivial porque la chapa de aluminio puede no tener solapas de agarre que faciliten la apertura. Además, una vez retirada, la lámina de aluminio debe eliminarse adecuadamente para su eliminación adecuada como residuo, lo que supone otra tarea para el usuario final en comparación con la eliminación del recipiente de plástico únicamente.

Otra desventaja es que el cuello del recipiente, una vez retirada la lámina de aluminio, no asegura ningún cierre hermético con la "tapa secundaria" aplicada durante la etapa de producción posterior a la etapa de llenado, con las consiguientes pérdidas de producto si el recipiente no se coloca en posición vertical, por ejemplo, en el frigorífico y/o sobre una superficie de apoyo.

En las figuras 1 y 2 se describen aparatos conocidos para formar recipientes huecos mediante tecnología de moldeo por extrusión y soplado, en particular para formar botellas de plástico para envasar un producto líquido o semilíquido con una vida útil corta, tal como por ejemplo leche pasteurizada fresca. El aparato 300 comprende una matriz 310 metálica definida por dos moldes 311 simétricos con respecto a un plano de acoplamiento y conformados según la forma del recipiente 110 a fabricar, por ejemplo, una botella. Los moldes 311 son movidos mecánicamente por un dispositivo de cierre y se acoplan encerrando en su interior un tubo de material termoplástico, en la jerga técnica llamado "parisón", que tiene una temperatura de fusión determinada, por ejemplo, de unos 200°C. El acoplamiento de los moldes 311 define una cavidad 312, que tiene una superficie 313 interna que perfila la forma del recipiente 110 que se va a fabricar. La superficie 313 interna comprende una primera porción 313a, que define la porción de cavidad 312 que, durante el uso, formará la parte del recipiente destinada a contener el producto líquido o semilíquido, y una segunda porción 313b, en particular el diámetro interno calibrado de la porción 313b, que definirá el cuello del recipiente 110, en este caso una botella, que durante el uso cooperará con la tapa. El aparato 300 está provisto de un punzón 314 formador, configurado para insertarse dentro de la cavidad 312, siendo hueco en su interior para permitir el paso de un gas comprimido, por ejemplo, aire, lo que proporciona expandir el parisón que, en consecuencia, se adhiere a las paredes de la cavidad 312, asumiendo su forma. El punzón 314 formador está provisto de una porción 315 terminal, configurada para ser introducida dentro de la cavidad 312 con el fin de empujar el material del parisón contra las paredes de la porción 312b de molde, y al mismo tiempo para soplar aire dentro del parisón, y un anillo de corte 316 configurado para permitir el corte al tamaño de la segunda porción 313b que define el cuello del recipiente 110 que, durante el uso, cooperará con la tapa para asegurar el sellado necesario. Este proceso completamente tradicional permite producir un recipiente con el cuello abierto, sin protección alguna contra la contaminación externa y apto para cerrarse con una tapa.

Los aparatos conocidos para formar recipientes huecos, en particular para formar botellas de plástico para envasar un producto líquido o semilíquido con una vida útil media, como por ejemplo leche microfiltrada, son sustancialmente similares a los que se acaban de describir, con la excepción de que la segunda porción que define el cuello de la botella es intermedia entre la primera porción anterior y una tercera porción que define lo que, en el sector, se denomina cúpula. Una vez extraída la botella de la matriz, se sella la tercera porción, abierta hacia el exterior, para mantener la cavidad separada del ambiente externo. Cuando es necesario llenar la botella, la tercera porción se retira mediante una operación de corte que define un labio de soporte anular en la segunda porción, adecuado para soportar la lámina de aluminio como anteriormente. Actualmente, este tipo de aparatos no permiten definir una geometría (en particular, tamaños calibrados) del cuello de la botella que permita garantizar la conservación de productos con una vida útil media, con sólo la cooperación de la tapa de rosca.

Por tanto, existe la necesidad de perfeccionar un aparato para formar recipientes huecos que pueda superar al menos una de las desventajas del estado de la técnica.

En particular, un objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato para formar recipientes huecos para contener productos con una vida útil corta y media que permita evitar la aplicación de un medio de cierre adicional, por ejemplo, una lámina de aluminio, en la boca de los recipientes y al mismo tiempo garantiza la correcta conservación de estos productos durante todo el tiempo previsto.

Otro propósito de la presente invención es proporcionar un aparato para formar recipientes huecos que permita reducir los tiempos de envasado de un producto líquido con una vida útil corta y media.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato para formar recipientes huecos para contener productos con una vida útil corta y media que pueda asignarse a un único tipo de eliminación de residuos diferenciada, por ejemplo, el reciclaje de plástico, ya que no se proporciona ningún componente que sea de otro material que no pueda eliminarse de forma diferenciada.

Otro propósito de la presente invención es proporcionar un aparato para formar recipientes huecos para contener productos con una vida útil corta y media que permita reducir los costes de envasado de los productos.

Otro objetivo es perfeccionar un método para formar recipientes huecos para contener productos con una vida útil corta y media que permita evitar aplicar un medio de cierre adicional, por ejemplo, una lámina de aluminio, en la boca de los recipientes y al mismo tiempo garantiza la correcta conservación de estos productos durante el tiempo previsto. El Solicitante ha ideado, probado y puesto en práctica la presente invención para superar las deficiencias del estado de la técnica y obtener estos y otros propósitos y ventajas.

Sumario de la invención

La presente invención se expone y caracteriza en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la invención o variantes de la idea inventiva principal. De acuerdo con los propósitos anteriores, un aparato para formar recipientes huecos adecuados para contener en particular uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos a partir de un parisón hecho de material termoplástico, comprende una matriz definida por un par de moldes que cooperan entre sí para definir una cavidad, que tiene la forma del recipiente que se va a formar, y un canal de soporte, configurado para formar una porción adicional del recipiente que se pretende retirar para permitir que se llene el recipiente.

El canal de soporte está conectado a la cavidad en correspondencia con una zona de conexión y está provisto de una abertura, en el lado opuesto con respecto a la cavidad, en comunicación con el exterior.

El aparato también comprende un punzón formador configurado para empujar y soplar el parisón contra las paredes de la cavidad para formar el recipiente y contra las paredes del canal de soporte para formar la porción adicional. El punzón formador tiene una extensión en la dirección de un eje longitudinal y es operativamente móvil, en una dirección paralela al eje longitudinal, a través del canal de soporte para entrar/salir de la cavidad.

El punzón formador comprende una porción extrema de empuje configurada para introducirse en la cavidad y para entrar en contacto con el recipiente en proceso de conformación, al menos en correspondencia con la zona de conexión, para conferirle un tamaño deseado.

El punzón formador también comprende una porción de corte, situada aguas arriba de la porción extrema de empuje, para delimitar el parisón en correspondencia con la abertura.

El punzón formador también comprende una porción auxiliar, interpuesta entre la porción extrema de empuje y la porción de corte, y configurado para permitir que la porción de empuje alcance y entre en contacto con la zona de conexión y empuje y sople el parisón contra las paredes del canal de soporte para formar la porción adicional.

Algunas realizaciones también se refieren a un producto semiacabado que comprende un recipiente formado con el aparato descrito anteriormente. El producto semiacabado tiene un desarrollo a lo largo del eje longitudinal y comprende, además del recipiente como anteriormente, una porción adicional, conectada a un primer extremo del recipiente y cerrada en un segundo extremo, opuesto al primer extremo.

La porción adicional comprende una primera zona, adyacente al primer extremo, y una segunda zona, adyacente al segundo extremo. La primera zona tiene un estado de tensión compresivo, en una dirección paralela al eje longitudinal, mayor que el estado de tensión compresivo, en una dirección paralela al eje longitudinal, de la segunda zona.

Las realizaciones de la presente invención también se refieren a un método para formar recipientes huecos adecuados en particular para contener uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos, a partir de un parisón hecho de material termoplástico. El método comprende:

- una etapa de posicionar un parisón en la matriz definida por un par de moldes que cooperan entre sí para definir la cavidad, con la forma del recipiente que se va a fabricar, y un canal de soporte, configurado para definir una porción adicional del recipiente destinada a ser retirada para permitir el llenado del recipiente, estando conectado el canal de soporte a la cavidad en correspondencia con una zona de conexión y estando provisto de una abertura, en el lado opuesto respecto de la cavidad, en comunicación con el exterior;

- una etapa de introducir un punzón formador, en una dirección paralela al eje longitudinal, a través del canal de soporte en la cavidad, para empujar y soplar el parisón contra las paredes de la cavidad para formar el recipiente, y contra las paredes del canal de soporte para formar la porción adicional, teniendo el punzón formador una extensión en la dirección del eje longitudinal y estando provisto de una porción extrema de empuje que se introduce en la cavidad; en el que al final de la etapa de introducción, la porción extrema de empuje entra en contacto con el recipiente en proceso de ser formado, al menos en correspondencia con la zona de conexión, para conferirle un tamaño deseado, y una porción de corte del punzón formador, colocada aguas arriba de la porción de extremo de empuje, delimita el parisón en correspondencia con la abertura, y una porción auxiliar del punzón formador que está interpuesta entre la porción extrema de empuje y la porción de corte, para permitir que la porción de empuje alcance y entre en contacto con la zona de conexión para empujar y soplar el parisón contra las paredes del canal de soporte para formar la porción adicional;

- una etapa de extracción del punzón formador de la cavidad a través del canal de soporte en una dirección paralela al eje longitudinal, cuando se completa la formación del recipiente y la porción adicional.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona una máquina para producir productos semiacabados, que comprende al menos una estación de formación en la que se proporciona operativamente un aparato para formar recipientes como el descrito anteriormente, una estación de sellado para el producto semiacabado situada aguas abajo de la estación de formación y, opcionalmente, una estación de corte para el producto semiacabado situada aguas abajo de la estación de sellado y configurada para separar la porción adicional del recipiente.

Descripción de los dibujos

Estos y otros aspectos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de algunas realizaciones, dadas como ejemplo no restrictivo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- las figuras 1 y 2 son vistas esquemáticas en sección de un aparato para formar recipientes de un tipo conocido en el estado de la técnica, mostrado en dos configuraciones operativas diferentes;

- las figuras 3-5 son vistas en sección esquemáticas de realizaciones de un aparato para formar recipientes de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, mostrado en tres configuraciones operativas diferentes, en las que también son visibles tanto la preforma destinada a formar el recipiente (figuras 3 y 4) como también el recipiente que se está formando (figuras 5);

- la figura 5a es un detalle ampliado de la figura 5;

- las figuras 6 y 7 son vistas frontales, tridimensionales y esquemáticas de estaciones de trabajo comprendidas en una máquina que comprende el aparato de formación de las figuras 3 a 5, en las que son visibles otras operaciones realizadas en el recipiente formado;

- la figura 8 es una vista en sección esquemática del recipiente y de la cúpula visible en la figura 7, en la que se aplica una tapa de cierre al recipiente.

- la figura 8a es un detalle ampliado de la figura 8.

Para facilitar la comprensión, se han utilizado, cuando ha sido posible, los mismos números de referencia para identificar elementos comunes idénticos en los dibujos. Se entiende que los elementos y características de una realización pueden incorporarse convenientemente a otras realizaciones sin más aclaraciones.

Descripción de realizaciones

Ahora nos referiremos en detalle a las diversas realizaciones de la invención, de las cuales uno o más ejemplos se muestran en los dibujos adjuntos.

Las realizaciones descritas utilizando los dibujos adjuntos se refieren a un aparato para formar recipientes huecos destinados a contener productos alimenticios líquidos o semilíquidos, indicados en su conjunto con el número de referencia 10 en los dibujos adjuntos.

El aparato para formar recipientes huecos, denominado en lo sucesivo aparato 10 por simplicidad, es particularmente adecuado para formar recipientes 110 a partir de un tubo F extruido, en lo sucesivo llamado parisón F, hecho de material termoplástico, mediante la extendida tecnología de moldeo por extrusión y soplado.

Aquí y en lo sucesivo en la descripción, con el término parisón nos referimos a un tubo hueco fabricado de material termoplástico obtenido por extrusión. El parisón no tiene rosca y tiene aproximadamente la misma longitud que el producto terminado, o una longitud ligeramente mayor que la del producto terminado, en este caso aproximadamente la misma altura que el recipiente a fabricar. Dado que el parisón tiene aproximadamente la misma longitud que el recipiente a fabricar, durante la etapa de moldeo por soplado, que se describirá en detalle a continuación, el parisón sufre un agrandamiento principalmente en la dirección radial.

En particular, los recipientes 110 formados por el aparato 10 son adecuados para contener productos alimenticios líquidos o semilíquidos - por ejemplo, leche, vino, zumos de frutas, alimentos preparados líquidos o semilíquidos - pero más generalmente cualquier líquido o semilíquido. Producto líquido cualquier cosa que requiera un grado de conservación adecuado y una vida útil propia de un producto de duración media, por ejemplo 2-3 semanas. Según un ejemplo particular de utilización, el aparato 10 es particularmente adecuado para realizar botellas destinadas a recibir leche fresca pasteurizada con una vida útil de 7 días, o leche microfiltrada con una vida útil de 21 días.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en las figuras 2 a 4, el aparato 10 comprende una matriz definida por un par de moldes 12 que cooperan entre sí para definir una cavidad 13, que tiene la forma del recipiente 110 a fabricar, y para definir un canal 14 de soporte, configurado para definir una porción 112 adicional conectada, al menos temporalmente, al recipiente 110. La porción 112 adicional está destinada, en un momento posterior, a definir la cúpula como se indicó anteriormente, que se sellará y posteriormente se retirará para permitir que se llene el recipiente 110, como se describirá con más detalle a continuación.

El canal 14 de soporte está conectado a la cavidad 13 en correspondencia con una zona 15 de conexión y está provisto de una abertura 16, opuesta a la cavidad 13, en comunicación con el exterior.

El aparato 10 también comprende un punzón 17 formador que tiene una extensión en la dirección de un eje Z longitudinal y es operativamente móvil, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, a través del canal 14 de soporte para entrar/salir de la cavidad 13.

El punzón 17 de formación está provisto de una porción 18 extrema de empuje configurada para introducirse en la cavidad 13 para empujar y soplar un parisón F contra las paredes de la cavidad 13 para formar al menos el recipiente 110.

La porción 18 extrema de empuje del punzón 17 formador también está configurada para hacer contacto con el recipiente 110, en el proceso de ser formado, al menos en correspondencia con la zona 15 de conexión para darle un tamaño deseado (figura 5).

El punzón 17 formador también comprende una porción 19 de corte, situada aguas arriba de la porción 18 extrema de empuje, y adecuada para delimitar el parisón F en correspondencia con la abertura 16.

El punzón 17 formador también comprende una porción 21 auxiliar, interpuesta entre la porción extrema de empuje 18 y la porción 19 de corte, y configurado para permitir que la porción 18 de empuje alcance y entre en contacto con el parisón F en correspondencia con la zona 15 de conexión y para empujar y soplar el parisón F contra las paredes del canal 14 de soporte para formar la porción 112 adicional como anteriormente.

Según algunas realizaciones, mejor vistas en las figuras 5 y 8, el recipiente 110 comprende una porción 113 de receptáculo hueca adecuada para contener el producto líquido o semilíquido y una porción 114 de acoplamiento, con una forma sustancialmente tubular, conectada a la porción 113 de receptáculo y configurada para cooperar con un medio 115 de cierre. El recipiente 110 está provisto de una boca 116 en correspondencia con la porción 114 de acoplamiento que permite que la porción 113 de receptáculo se comunique con el exterior, para ser llenado o vaciado durante su uso. En particular, el medio 115 de cierre está asociado, durante el uso, al recipiente 110 para garantizar el sellado adecuado para la correcta conservación del producto líquido o semilíquido contenido en su interior.

Preferiblemente, el medio 115 de cierre es tal que permite volver a cerrar el recipiente 110, como por ejemplo una tapa de rosca.

De acuerdo con algunas realizaciones, la matriz 11 está definida por un par de moldes 12 enfrentados entre sí y capaces de acoplarse selectivamente en correspondencia con un plano de acoplamiento que pasa por el eje Z longitudinal y, con referencia particular a la figura 3, ortogonal al plano de sección de la matriz 11.

Los moldes 12 son recíprocamente móviles alejándose/acercándose uno del otro para permitir que el recipiente 110 se forme en la condición cerrada (moldes 12 uno al lado del otro, figura 3) y el recipiente 110 y la porción 112 adicional adjunta se extraerán en la condición abierta (moldes 12 separados entre sí, no mostrados). Ventajosamente, los moldes 12 se enfrían, por ejemplo, mediante un fluido de transferencia de calor, para permitir controlar la curva de enfriamiento del material del que está hecho el parisón F. Según posibles soluciones, el fluido caloportador es agua con una temperatura de aproximadamente 4-6 °C y una presión de aproximadamente 3-4 bar. El fluido convector puede circular por el interior de unos conductos de refrigeración realizados en moldes 12, no representados, que no se describirán aquí en detalle y que ya son conocidos en el estado de la técnica.

Cada molde 12 tiene una pared 22 de contención que define, en cooperación con la pared 22 de contención del otro molde 12, la parte de la cavidad 13 destinada a definir la porción 113 de receptáculo del recipiente 110, y una pared 24 de acoplamiento que define, en cooperación con la pared 24 de acoplamiento del otro molde 12, la parte de la cavidad 13 destinada a definir la porción 114 de acoplamiento del recipiente 110.

De acuerdo con la realización mostrada en la figura 3, la matriz 11 está definida por un par de moldes 12 especulares con respecto al eje Z longitudinal que definen una cavidad 13 y un canal 14 de soporte sustancialmente axialmente simétrico. En este caso, la matriz 11 permite formar recipientes 110 sin asas conformadas ni protuberancias de agarre que faciliten la elevación y rotación del recipiente 110 durante su uso.

De acuerdo con otras realizaciones, la matriz 11 está definida por un par de moldes 12 especulares, uno de los cuales se muestra en la figura 4, que tienen una pared 22 de acoplamiento conformada adecuadamente para definir también un agarre del recipiente 110 adecuado para facilitar la elevación y rotación del recipiente 110 durante su uso. Dichos recipientes 110, provistos de una empuñadura, son especialmente adecuados si su capacidad y, por tanto, la cantidad de producto líquido o semilíquido que pueden contener es importante, por ejemplo, igual a medio galón o un galón.

De acuerdo con algunas realizaciones, la cavidad 13 comprende, en correspondencia con la zona 15 de conexión, una porción 20 de calibración adecuada para cooperar con el punzón 17 formador y con el parisón F para definir de una manera deseada al menos el tamaño diametral interno de la boca 116 (figura 8a) del recipiente 110. En particular, en correspondencia con la zona 15 de conexión, el parisón F es comprimido por el punzón 17 formador en una dirección radial, que es sustancialmente ortogonal al eje Z longitudinal.

La porción 20 de calibración está definida por un segmento 29 de sellado que tiene una altura en una dirección paralela al eje Z longitudinal comprendida entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 10 mm, preferiblemente entre aproximadamente 1.5 mm y aproximadamente 4 mm. El segmento 29 de sellado está destinado a definir una aleta 117 de sellado de la boca 116 del recipiente 110, que tiene forma de anillo. La aleta 117 de sellado coopera, durante el uso, con un anillo 118 de sellado del medio 115 de cierre, figura 8a, de manera que se garantice el sellado necesario para conservar un producto líquido o semilíquido que tenga al menos una vida útil de duración baja o media, es decir, que tiene una vida útil de hasta algunas semanas, en particular hasta aproximadamente 2-3 semanas.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en las figuras 3-4, la pared 24 de acoplamiento tiene huecos 27 que definen un perfil destinado a formar una zona 119 roscada colocada en la superficie externa de la porción 114 de acoplamiento del recipiente 110. De acuerdo con la solución aquí descrita, la zona 119 roscada está destinada a ser acoplada por el medio 115 de cierre, en particular con forma de tapa de rosca provista, en su superficie cilíndrica interna, de una porción roscada adecuada para acoplarse con la zona 119 roscada.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en las figuras 2-3, el canal 14 de soporte tiene un desarrollo oblongo a lo largo del eje Z longitudinal y comprende un primer segmento 31, en correspondencia con la zona 15 de conexión, y un segundo segmento 32 conectado al primer segmento 31 y que termina en correspondencia con la abertura 16.

El primer segmento 31 está provisto de zonas de expansión 33 sustancialmente ortogonales al eje Z longitudinal y configurado para permitir un estiramiento homogéneo del parisón F mediante el punzón 17 formador. En particular, las zonas de expansión 33 pueden funcionar ventajosamente como una unidad para almacenar material durante el proceso de formación.

El segundo segmento 32 es sustancialmente liso y tiene una forma tubular que se conecta a la abertura 16.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en las figuras 3 a 5, con cada molde 12 de la matriz 11 se puede asociar una placa 34 de contraste que tiene una media abertura que corresponde sustancialmente a la mitad de la abertura 16. Ventajosamente, la placa 34 de contraste puede estar hecha de un material más duro que el material con el que están hechos los moldes 12, ya que la zona adyacente a la abertura 16 es la que puede estar más sujeta a rozamientos o impactos debido al movimiento de entrada del punzón 17 formador en la cavidad 13 a través del canal 14 de soporte. Aún más ventajosamente, cada placa 34 de contraste puede tener una superficie abocinada en correspondencia con la abertura 16 para limitar al máximo los roces o los impactos.

Según algunas realizaciones, el punzón 17 formador tiene una forma axialmente simétrica y alargada en la dirección del eje Z longitudinal.

El punzón 17 formador está configurado para pasar desde una primera posición, en la que el punzón 17 formador está fuera de la matriz 11 y no coopera con ella, a una segunda posición, en la que el punzón 17 formador coopera con la matriz 11. En la segunda posición, la porción 18 extrema de empuje está en contacto con el recipiente 110, en el proceso de formarse, al menos en correspondencia con el borde 15 de conexión, la porción 21 auxiliar está situada para empujar y soplar el parisón F contra las paredes del canal 14 de soporte para formar la porción 112 adicional, y la porción 19 de corte está situada para delimitar el parisón F en correspondencia con la abertura 16.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en las figuras 3 a 5, el punzón 17 formador tiene una forma cilíndrica ahusada que se desarrolla alrededor del eje Z longitudinal y tiene un diámetro externo que es sustancialmente ligeramente menor que al menos el diámetro interno del anillo 20 de calibración. De esta manera, cuando el punzón 17 formador pasa de la primera posición a la segunda posición, es adecuado dibujar el parisón F en una dirección paralela al eje Z longitudinal. Por lo tanto, el parisón F está colocado en la zona intersticial que se define entre la cavidad 13 y el punzón 17 formador y entre el canal 14 de soporte y el punzón 17 formador.

La porción 19 de corte puede comprender elementos 23 de corte y compresión que sobresalen con respecto a la porción 21 auxiliar para delimitar el parisón F en correspondencia con la abertura 16.

Según algunas realizaciones, no mostradas, el punzón 17 formador puede tener en su superficie externa una pluralidad de orificios adecuados para permitir la inyección de un gas comprimido, por ejemplo, aire enfriado, para soplar el parisón F sobre las paredes de la cavidad 13 y sobre las paredes del canal 14 de soporte para formar respectivamente el recipiente 110 y la porción 112 adicional, que está conectada al menos temporalmente al recipiente 110. En las versiones aquí previstas, tales agujeros, no representados, pueden estar distribuidos homogéneamente en el punzón 17 formador.

De acuerdo con posibles realizaciones, mostradas en las figuras 3 y 4, el parisón F, representado esquemáticamente con una línea de puntos, tiene una forma sustancialmente tubular para permitir la inserción del punzón 17 formador en su interior.

El parisón F se puede fabricar con un proceso de extrusión en una estación aguas arriba con respecto a aquella en la que se produce el moldeo por soplado del recipiente 110, y se puede colocar posteriormente entre los moldes 12, cuando los moldes 12 se alejan entre sí, en una condición abierta.

El parisón F puede realizarse con un material polimérico termoplástico, adecuado para el contacto con productos alimenticios, elegido de un grupo que comprende polietileno, polipropileno, tereftalato de polietileno y polietileno.

Preferiblemente, el parisón F está hecho de polietileno, ventajosamente con polietileno de alta densidad.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la porción 112 adicional del recipiente 110 comprende una primera zona 112a en correspondencia con la zona 15 de conexión del canal 14 de soporte y una segunda zona 112b en correspondencia con la abertura 16 del canal 14 de soporte donde la parte del parisón F que define la primera zona 112a tiene un estado de tensión de compresión, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, mayor que el estado de tensión de compresión, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, de la parte del parisón F que define dicha segunda zona 112b. En particular, la primera zona 112a tiene una dureza mayor que la segunda zona 112b.

Las realizaciones aquí descritas, mostradas en las figuras 6-8, también se refieren a un producto 100 semiacabado que tiene un desarrollo a lo largo de un eje Z longitudinal y está formado por el recipiente 110 y por la porción 112 adicional que está conectada con respecto a un primer extremo al recipiente 110 y está cerrada con respecto a un segundo extremo, opuesto al primer extremo. La porción 112 adicional comprende la primera zona 112a en correspondencia con el primer extremo, y una segunda zona 112b en correspondencia con el segundo extremo. La primera zona 112a tiene un estado de tensión compresivo, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, mayor que el estado de tensión compresivo, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, de la segunda zona 112b. De esta manera, la primera zona 112a y la porción 114 de acoplamiento del recipiente 110 adyacente a ella tienen características de resistencia mecánica mejoradas.

De acuerdo con algunas realizaciones, una máquina para producir un producto 100 semiacabado comprende al menos una estación de formación en la que se proporciona operativamente el aparato 10, una estación para sellar el producto 100 semiacabado situado aguas abajo de la estación de formación y, opcionalmente, una estación para cortar el producto 100 semiacabado situado aguas abajo de la estación de sellado.

En particular, la estación de corte está presente si la máquina para producir el producto 100 semiacabado está conectada directamente con una instalación para llenar los recipientes 110 con un producto líquido o semilíquido. En este caso, de hecho, la porción 112 adicional está separada del recipiente 110 en la estación de corte para permitir que el recipiente 110 se llene con un producto líquido o semilíquido.

En caso contrario, si los recipientes 110 se llenan en otra planta de producción, la máquina permite producir productos semiacabados cerrados 100 destinados a ser transportados al lugar de la planta de llenado e, inmediatamente antes de ella, la estación de corte que separa la porción 112 adicional de la porción 113 de receptáculo para permitir que esta última se llene.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en la figura 6, la estación de sellado puede comprender una unidad 210 de soldadura configurada para sellar la porción 112 adicional después de la extracción del recipiente 110 y de la porción 112 adicional adjunta, es decir, del producto 100 semiacabado, de la matriz 11. Normalmente, la unidad 210 de soldadura está configurada para intervenir en un intervalo de tiempo de aproximadamente 2-3 segundos después de la extracción del recipiente 110 y de la porción 112 adicional adjunta, es decir, del producto 100 semiacabado, de la matriz 11. En tal intervalo de tiempo, el material del que está compuesto el recipiente 110 y la porción 112 adicional, es decir, el material que constituye el producto 100 semiacabado, aunque ya solidificado, todavía tiene una temperatura alta, por ejemplo, igual a aproximadamente 100°C, que es la temperatura a la que normalmente se extrae de la matriz 11. En otras palabras, el producto 100 semiacabado llega a la estación de sellado después de que el punzón 17 formador se haya desacoplado completamente de la matriz 11, saliendo de la cavidad 13 y del canal 14 de soporte, y los moldes 12 hayan sido llevados a una condición abierta.

La estación de sellado permite aumentar la probabilidad de que, una vez sellada la porción 112 adicional, el recipiente 110, y en particular la porción 113 de receptáculo, no contenga bacterias, que podrían contaminar el producto con el que se llenará el recipiente 110.

En una realización ejemplar, la unidad 210 de soldadura comprende una pinza de soldadura 211 (mostrada esquemáticamente mediante el rectángulo de la figura 6) configurada para retener y liberar selectivamente la porción 112 adicional y en particular la segunda zona 112b de la porción 112 adicional. La pinza de soldadura 211 se calienta para sellar, mediante fusión y posterior solidificación, la porción 112 adicional que impide, al menos temporalmente, el acceso al recipiente 110 y, en particular, a la porción 113 de receptáculo.

De acuerdo con algunas realizaciones, mostradas en la figura 7, la estación de corte puede comprender una unidad 212 de corte configurada para separar la porción 112 adicional de la porción 113 de receptáculo. La unidad 212 de corte puede comprender un par de elementos de corte 213 móviles entre sí en una dirección de corte C sustancialmente ortogonal al eje Z longitudinal, indicado con una flecha en la figura 7, y configurado para separar la porción 112 adicional del recipiente 110. En particular, los elementos de corte 213 están configurados para separar la porción 112 adicional del recipiente 110 en correspondencia con la zona colocada entre la primera porción 112a de la porción 112 adicional y la aleta 117 de sellado de la porción 114 de acoplamiento.

Las realizaciones descritas aquí también se refieren a un método para formar recipientes huecos adecuados para contener uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos.

El método comprende una etapa de colocar un parisón F en la matriz 11 definida por el par de moldes 12 que cooperan entre sí para definir la cavidad 13, que tiene la forma del recipiente 110 a fabricar, y un canal 14 de soporte configurado para definir la porción 112 adicional del recipiente 110. Posteriormente, el método proporciona una etapa de introducir el punzón 17 formador, en una dirección paralela al eje Z longitudinal, a través del canal 14 de soporte dentro de la cavidad 13, para empujar y soplar el parisón F contra las paredes de la cavidad 13 de modo que la porción 18 extrema de empuje entre en contacto con el recipiente 110, en proceso de ser formado, al menos en correspondencia con el borde 15 de conexión para conferirle un tamaño deseado. Finalmente, el método de formación según la presente invención proporciona una etapa de extracción del punzón 17 formador de la cavidad 13 a través del canal 14 de soporte en una dirección paralela al eje Z longitudinal, cuando se completa la formación del recipiente 110 y de la porción 112 adicional.

Según algunas realizaciones de la presente invención, el método para formar recipientes 110 se puede ejecutar dentro del contexto de una máquina para producir productos 100 semiacabados, de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente. En este caso, se proporciona un método para producir productos semiacabados en el que después de que se haya ejecutado el método descrito anteriormente para formar recipientes, se proporciona un paso de transferir los recipientes así formados a una estación de sellado, donde estos se sellan de la manera descrita anteriormente para producir dichos productos 100 semiacabados.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Aparato para formar recipientes (110) huecos, adecuado para contener en particular uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos, partiendo de parisones (F) hechos de material termoplástico, en el que el aparato comprende una matriz (11) definida por un par de moldes (12) que cooperan entre sí para definir una cavidad (13) con la forma del recipiente (110) que se va a formar, y un canal (14) de soporte, configurado para formar una porción (112) adicional de dicho recipiente (110) destinado a ser retirado para permitir que dicho recipiente (110) se llene, estando conectado dicho canal (14) de soporte a dicha cavidad (13) en correspondencia con una zona (15) de conexión y estando provisto de una abertura (16), en el lado opuesto con respecto a dicha cavidad (13), en comunicación con el exterior; y un punzón (17) formador configurado para empujar y soplar uno de dichos parisones (F) contra las paredes de dicha cavidad (13) para formar dicho recipiente (110), y contra las paredes de dicho canal (14) de soporte para formar dicha porción (112) adicional, teniendo dicho punzón (17) formador una extensión en la dirección de un eje (Z) longitudinal y siendo operativamente móvil, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, a través de dicho canal (14) de soporte para entrar/salir de dicha cavidad (13), en el que dicho punzón (17) formador comprende una porción (18) extrema de empuje configurada para introducirse en dicha cavidad (13) y para entrar en contacto con dicho recipiente (110), en el proceso de ser formado, al menos en correspondencia con dicha zona (15) de conexión, para conferirle un tamaño deseado, y dicho punzón (17) formador comprende además una porción (19) de corte, colocado aguas arriba de dicha porción (18) extrema de empuje para delimitar dicho parisón (F) en correspondencia con dicha abertura (16), y una porción (21) auxiliar, interpuesta entre dicha porción (18) extrema de empuje y dicha porción (19) de corte, y configurado para permitir que dicha porción de empuje (18) alcance y entre en contacto con dicha zona (15) de conexión.

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha porción (21) auxiliar de dicho punzón (17) formador coopera con dicho parisón (F) para definir dicha porción (112) adicional provista de una primera zona (112a) en correspondencia con la zona (15) de conexión de dicho canal (14) de soporte, y con una segunda zona (112b) en correspondencia con dicha abertura (16) de dicho canal (14) de soporte, en el que la parte de dicho parisón (F) que define dicha primera zona (112a) tiene un estado de tensión de compresión, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, mayor que el estado de tensión de compresión, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, de la parte de dicho parisón (F) que define dicha segunda zona (112b).

3. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha cavidad (13) comprende, en correspondencia con dicha zona (15) de conexión, una porción (20) de calibración adecuada para cooperar con dicho punzón (17) formador y con dicho parisón (F) para definir al menos un tamaño de diámetro interno deseado de una abertura (116) de dicho recipiente (110), en el que, en correspondencia con dicha zona (15) de conexión, dicho parisón (F) es comprimido por dicho punzón (17) formador en una dirección radial, que es sustancialmente ortogonal a dicho eje (Z) longitudinal.

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha porción (20) de calibración anular comprende un segmento (29) de sellado sustancialmente paralelo a dicho eje (Z) longitudinal y que tiene una altura en la dirección de dicho eje (Z) longitudinal comprendida entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 10 mm, preferiblemente entre aproximadamente 1.5 mm y aproximadamente 4 mm, en el que dicho segmento (29) de sellado está destinado a definir una aleta de sellado en forma de anillo (117) de dicha abertura (116) del recipiente (110).

5. Aparato según cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicho punzón (17) formador está configurado para pasar desde una primera posición, en la que dicho punzón (17) formador es externo a dicha matriz (11) y no coopera con ella, a una segunda posición, en la que dicho punzón (17) formador coopera con la matriz (11), en el que en dicha segunda posición dicha porción (18) extrema de empuje está en contacto con dicho recipiente (110) en proceso de formarse, al menos en correspondencia con dicho borde (15) de conexión, dicha porción (21) auxiliar está colocada para empujar y soplar dicho parisón (F) contra las paredes de dicho canal (14) de soporte para formar dicha porción (112) adicional, y dicha porción (19) de corte está situada para delimitar dicho parisón (F) en correspondencia con dicha abertura (16).

6. Producto semiacabado que comprende un recipiente (110) formado con un aparato como en cualquier reivindicación de 1 a 5, en el que dicho producto semiacabado tiene un desarrollo a lo largo de un eje (Z) longitudinal y también comprende una porción (112) adicional conectado en correspondencia con un primer extremo a dicho recipiente (110) y cerrado en correspondencia con un segundo extremo, opuesto a dicho primer extremo, en el que dicha porción (112) adicional comprende una primera zona (112a) adyacente a dicho primer extremo, y una segunda zona (112b) adyacente a dicho segundo extremo, en el que dicha primera zona (112a) tiene un estado de tensión de compresión, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, mayor que el estado de tensión compresiva, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, de dicha segunda zona (112b).

7. Máquina para producir un producto semiacabado según la reivindicación 6, que comprende al menos una estación de formación en la que se proporciona operativamente un aparato según cualquier reivindicación de 1 a 5, una estación para sellar dicho producto (100) semiacabado situada aguas abajo de dicha estación de formación y, opcionalmente, una estación para cortar dicho producto (100) semiacabado situada aguas abajo de dicha estación de sellado y configurada para separar dicha porción (112) adicional de dicho recipiente (110).

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque dicha estación de sellado comprende un conjunto (210) de soldadura configurado para sellar dicho segundo extremo de dicha porción (112) adicional, tras la extracción de dicho recipiente (110) y de la porción (112) adicional adjunta de dicha matriz (11).

9. Método para formar recipientes huecos adecuados en particular para contener uno o más productos alimenticios líquidos o semilíquidos, a partir de parisones (F) hechas de material termoplástico, en el que dicho método comprende:

- una etapa de posicionar uno de dichos parisones (F) en una matriz (11) definida por un par de moldes (12) que cooperan entre sí para definir una cavidad (13), con la forma del recipiente (110) que se va a fabricar, y un canal (14) de soporte, configurado para definir una porción (112) adicional de dicho recipiente (110) destinada a ser retirada para permitir que dicho recipiente (110) se llene, estando conectado dicho canal (14) de soporte a dicha cavidad (13) en correspondencia con una zona (15) de conexión y estando provisto de una abertura (16), en el lado opuesto respecto a dicha cavidad (13), en comunicación con el exterior;

- una etapa de introducir un punzón (17) formador, en una dirección paralela a un eje (Z) longitudinal, a través de dicho canal (14) de soporte en dicha cavidad (13), para empujar y soplar dicho parisón (F) contra las paredes de dicha cavidad (13) para formar dicho recipiente (110), y contra las paredes de dicho canal (14) de soporte para formar dicha porción (112) adicional, teniendo dicho punzón (17) formador una extensión en la dirección de dicho eje (Z) longitudinal y estando provisto de una porción (18) extrema de empuje que se introduce en dicha cavidad (13); en el que al final de dicha etapa de introducción, dicha porción (18) extrema de empuje hace contacto con dicho recipiente (110) en el proceso de ser formado, al menos en correspondencia con dicha zona (15) de conexión para conferirle un tamaño deseado, y una porción (19) de corte de dicho punzón (17) formador, colocada aguas arriba de dicha porción (18) extrema de empuje, delimita dicho parisón (F) en correspondencia con dicha abertura (16), y una porción (21) auxiliar de dicho punzón (17) formador que está interpuesta entre dicha porción (18) extrema de empuje y dicha porción cortante (19), para permitir que dicha porción (18) de empuje alcance y entre en contacto con dicha zona (15) de conexión;

- una etapa de extraer dicho punzón (17) formador de dicha cavidad (13) a través de dicho canal (14) de soporte en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, cuando se completa la formación de dicho recipiente (110) y de dicha porción (112) adicional.

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque durante dicha etapa de introducción, dicha porción (21) auxiliar de dicho punzón (17) formador coopera con dicho parisón (F) para definir dicha porción (112) adicional provista de una primera zona (112a) en correspondencia con la zona (15) de conexión de dicho canal (14) de soporte y con una segunda zona (112b) en correspondencia con dicha abertura (16) de dicho canal (14) de soporte, en el que la parte de dicho parisón (F) que define dicha primera zona (112a) tiene un estado de tensión de compresión, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, mayor que el estado de tensión compresiva, en una dirección paralela a dicho eje (Z) longitudinal, de la parte de dicho parisón (F) que define dicha segunda zona (112b).