MX2013006513A

MX2013006513A - Proceso para la formacion y llenado de envases en una sola etapa.

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Publication number: MX2013006513A
Application number: MX2013006513A
Authority: MX
Inventors: Klaus Hartwig
Original assignee: Nestec Sa
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-28
Also published as: WO2012076576A2; CN103260854A; CA2819873C; BR112013014378A2; EP2648886A2; EP2463079A1; US10189586B2; EP2648886B1; JP2014504219A; CN103260854B; MX340843B; CA2819873A1; WO2012076576A3; RU2602106C2; RU2013131730A; BR112013014378B1; US20130326998A1; JP5985501B2

Abstract

Un proceso para la fabricación y llenado de envases de plástico, el proceso comprende las etapas de: a. colocar una preforma (1) con relación a un ensamble de molde de dos o más componentes (20, 21, 22), dicha preforma generalmente se fabrica a partir de un plástico y está provista de un eje longitudinal (17) y presenta una porción estirable (13) y una porción no estirable (11); b. estirar dicha preforma a lo largo de su eje longitudinal (17); c. inyectar un fluido (29) en el volumen interior (6) de la preforma (1), dicho fluido (29) estando bajo una presión tal que cause que la preforma (1) se deforme plásticamente hasta lograr el tamaño y la forma deseados; y d. liberar dicho envase del ensamble de molde (20, 21, 22) y sellar el envase; y en donde al menos una parte de la porción estirable (13) de la preforma (1) está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vítrea (Tg) y, preferiblemente, a temperaturas ambiente.

Description

PROCESO PARA LA FORMACIÓN Y LLENADO DE ENVASES EN UNA SOLA ETAPA Campo de la invención Esta invención se refiere a un método para la fabricación y el llenado de envases de plástico. Más particularmente, la invención se refiere a la técnica de formar envases mediante el uso de aire presurizado y calentado para expandir una preforma que ya ha sido fabricada mediante moldeo por inyección, por ejemplo.

Antecedentes de la invención La técnica anteriormente mencionada se conoce comúnmente en la técnica de formación de plásticos como "moldeo por soplado". En particular, el moldeo por soplado es una técnica comúnmente empleada para la formación de envases, tales como aquellos para alimentos, bebidas, o productos químicos. Las resinas plásticas comunes para el moldeo por soplado incluyen tereftalato de polietileno (PET), polietileno de alta densidad (HDPE), y polipropileno (PP), aunque se pueden emplear otras resinas con propiedades adecuadas para el proceso y aplicación.

Un material de alimentación típico para un proceso de moldeo por soplado es una preforma termoplástica hueca de forma generalmente tubular creada por medio de moldeo por inyección. Dicha preforma generalmente está cerrada en un extremo, dejando el otro extremo abierto, teniendo el aspecto de un tubo de ensayo o envase similar. El extremo abierto de la preforma generalmente tiene una forma que está sustancialmente terminada, que opcionalmente incluye características tales como roscas, canalones, etc. Sin embargo, la preforma puede dejarse abierta y sin terminar en ambos extremos, con cierre y características a ser añadidas más tarde.

En un proceso típico de moldeo por soplado, la preforma es primero precalentada, generalmente mediante el uso de hornos o calentadores radiantes. La temperatura a la que se calienta la preforma es una por encima del punto de transición vitrea del material. Esto hace a la preforma blanda y flexible, y por lo tanto capaz de fluir en las cavidades de un molde. La temperatura de trabajo de un proceso de moldeo por soplado varía por lo tanto de 55°C a 135°C, dependiendo de las propiedades del material utilizado.

La preforma, una vez que se calienta de manera uniforme hasta la temperatura deseada, se coloca dentro de un molde. La cavidad del molde está contorneada de tal manera que delinee el exterior del envase terminado. El cuello en el extremo abierto de la preforma sobresale generalmente de la parte superior del molde. Una varilla de estiramiento se inserta en la abertura de la preforma, y alrededor de la abertura de la preforma se coloca el aparato de moldeo por soplado. Durante el moldeo, la varilla de estiramiento se hace avanzar dentro de la preforma de una manera tal que presione en el extremo cerrado de la preforma y la deforme en la dirección de su eje longitudinal. Al mismo tiempo, aire a alta presión es soplado en la preforma, haciendo que la preforma se expanda y llene la cavidad del molde. El envase el luego enfriado, lo cual se lleva a cabo ya sea al hacer circular refrigerante a través del cuerpo del molde antes de que el envase sea expulsado, o mediante la inyección de un fluido criogénico, tal como nitrógeno líquido en el envase. Una vez que se ha enfriado lo suficiente, el envase se retira del molde, se llena con un producto y se sella.

La presente método como se ha descrito anteriormente es desventajoso en varios aspectos. En primer lugar, la preforma de plástico debe ser precalentada, a fin de mantener el plástico a la temperatura adecuada para la formación, una etapa que añade un costo considerable al proceso en forma de costos de energía. Estos costos son aún más preocupantes en las operaciones de gran volumen, en las que grandes cantidades de preformas deben llevarse a la temperatura de trabajo muy rápidamente y se requieren grandes instalaciones de equipos de calefacción. En segundo lugar, como los envases se moldean usando gas, el control sobre el proceso de moldeo se ve disminuido por la compresibilidad del gas. En tercer lugar, el envase debe ser enfriado después del moldeo y no se puede llenar hasta que su temperatura se haya reducido lo suficiente, lo cual limita la velocidad a la que un aparato de moldeo por soplado puede operar y en general añade otra capa de complejidad y el gasto al proceso. En cuarto lugar, como la temperatura del plástico se mantiene por encima del punto de transición vitrea del material durante el proceso de formación, la estructura molecular del envase terminado permanece en gran parte amorfa, y no se beneficia de los aumentos en resistencia y otras propiedades físicas que son el resultado de cristalización y endurecimiento por deformación.

Breve descripción de la invención Un objeto de esta invención puede ser el de reducir la cantidad de energía que se requiere para completar el proceso mediante la reducción de la cantidad de calentamiento de la preforma antes del moldeo.

Un objeto adicional de esta invención puede ser proporcionar a la preforma con medios alternativos para lograr el flujo de material en ausencia de calentamiento por encima del punto de transición vitrea del material.

Un objeto adicional de esta invención puede ser proporcionar medios mediante los cuales el tiempo de ciclo de un proceso de moldeo por soplado de un envase y operación de llenado se pueda reducir.

Un objeto adicional de esta invención puede ser el de mejorar el medio actual de control sobre el proceso de moldeo por soplado, a través de la reducción o la eliminación de los aspectos inexactos e incontrolables de la inyección de fluido gaseoso presente en las actuales técnicas de moldeo por soplado.

Un objeto adicional de esta invención puede ser el de mejorar la estructura cristalina de los envases producidos por un proceso de moldeo por soplado, mediante el aumento de la cristalinidad de los envases producidos por tal proceso.

De acuerdo con un primer aspecto, la invención se refiere a un nuevo proceso tal como el definido en la reivindicación 1. Correlativamente, la invención también se refiere a un nuevo sistema para la fabricación y el llenado de envases de plástico como se define en la reivindicación 15. De acuerdo con un aspecto adicional, el fluido es un fluido incompresible. El proceso y el sistema de acuerdo con este aspecto adicional son adecuados porque la expansión de la preforma se logra mediante el uso de un fluido incompresible, en lugar de aire. Esto es adecuado porque evita la imprevisibilidad y la varianza presentes en el control del volumen y la presión de un gas que se inyecta en una preforma en expansión. Por ejemplo, la preforma puede ser fabricada a partir de una resina termoplástica.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, las etapas de estiramiento de la preforma y la inyección del fluido se llevan a cabo sustancialmente de forma secuencial. Esto tiene la ventaja de permitir al practicante de la invención tener un mayor control sobre el proceso de moldeo por medio de separar el proceso en distintas etapas, controlables. Esto también permite mejor al practicante de la invención optimizar el proceso de moldeo para un diseño de envase en particular: ya que el moldeo se produce en vahas etapas distintas, el practicante es más capaz de aislar la causa de un defecto particular a una cierta etapa en el proceso, y en consecuencia corregirlo.

De acuerdo con un aspecto alternativo de la invención, las etapas de estiramiento de la preforma y la inyección del fluido se llevan a cabo simultáneamente. Esto tiene la ventaja de acelerar el proceso de moldeo con relación a un proceso que utiliza estiramiento e inyección secuenciales, aumentando de este modo la capacidad de una operación de moldeo por soplado.

De acuerdo con todavía otro aspecto de la invención, las etapas de estiramiento de la preforma e inyección del fluido se llevan a cabo sustancialmente de forma secuencial con el inicio de la etapa de inyección presentándose antes que el final de la etapa de estiramiento. Esto combina las ventajas de ambos aspectos anteriores de la invención ya que los inicios de cada etapa se desplazan en el tiempo y por lo tanto constituyen etapas controlables y distintas. Además, ya que el inicio de la etapa de inyección no espera a que se presente el final de la etapa de estiramiento, se obtiene con ello una ganancia de tiempo en el proceso de fabricación.

En un aspecto adicional de la invención, el fluido (por ejemplo, un fluido incompresible) que se utiliza para efectuar el moldeo del envase, es aquel que será encerrado por el envase y distribuido a los clientes. Esto es adecuado ya que se elimina el gasto de capital y el aumento del tiempo de proceso asociado con la adquisición y operación aparatos de moldeo y llenado separados. Al mismo tiempo, el proceso de esterilización del envase se mejora en gran medida, ya que en este proceso es la preforma la que se esteriliza y no el envase terminado. Específicamente, el menor tamaño y geometría más simple de la preforma (en relación con el envase terminado) permiten que el proceso de esterilización se llevé a cabo mucho más rápidamente que en los métodos existentes. Este aspecto también puede incluir opcionalmente una etapa en la que un sello se aplique al envase después de la finalización del proceso de moldeo, tales como los empleados comúnmente para prevenir el deterioro o la manipulación.

De acuerdo con otro aspecto, el fluido está a temperaturas ambiente. Esto hace que sea posible para disipar el calor generado por la etapa de estiramiento. Además, esto es adecuado porque no se desperdicia energía para calentar o enfriar el líquido que se puede usar tal cual, como se almacene o disponible a partir de una fuente de fluido (a temperatura ambiente).

Es un aspecto adicional de la invención que la cantidad de energía requerida por el proceso se reduce en gran medida con respecto a los métodos actuales. Esta reducción de la energía resulta en un considerable ahorro de costos por unidad y total. Dicha reducción se logra al llevar a cabo la operación de moldeo por soplado con la preforma a una temperatura que está por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg) y, preferiblemente, a temperaturas ambiente. Este aspecto de la invención tiene una ventaja en el hecho de que, debido a la calefacción limitada o incluso inexistente antes de moldear la preforma, el tiempo de enfriamiento después del moldeo se reduce en gran medida o incluso se elimina. Esto reduce el tiempo total del ciclo y aumenta la capacidad de una operación de moldeo por soplado dada, resultando en beneficios económicos para el fabricante de los envases. Adecuadamente, por lo menos una porción de la preforma y más específicamente la porción de la preforma que se puede estirar durante el proceso está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg), más preferiblemente a temperatura ambiente. En consecuencia, al menos 30%, preferiblemente al menos 50%, más preferiblemente al menos 70%, más preferiblemente 90% de la parte estirable de la preforma está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg) antes del estiramiento de la preforma.

Preferiblemente, durante el proceso de fabricación y llenado de los envases de plástico, la preforma está a temperatura ambiente y por lo menos una zona de la parte estirable de la preforma que presenta un área en sección transversal reducida puede ser calentada para facilitar el inicio de la deformación durante el moldeo.

La invención también se refiere , a una preforma de acuerdo con la reivindicación 10, que está destinada para su uso en el proceso de moldeo por soplado antes mencionado. La preforma se proporciona con una o varias zonas de área de sección transversal reducida, que están situadas a lo largo del eje longitudinal de la preforma. Dichas zonas de área de sección transversal reducida actúan como concentradores de tensiones longitudinales y radiales, lo que resulta en el inicio consistente de la deformación plástica en dichas zonas durante el moldeo. La disminución en el área de sección transversal de la zona o zonas se puede lograr por medio de cambios en la geometría suaves a lo largo del eje longitudinal de la preforma (por ejemplo, la geometría curvada), esquinas afiladas a lo largo del eje longitudinal de la preforma (por ejemplo, geometría angular), o una combinación de los mismos.

Por consiguiente, un aspecto adicional de la invención es que la cristalinidad del envase terminado se incremente con relación a la que se encuentra en los envases producidos por métodos de acuerdo con la técnica anterior. Este aumento de la cristalinidad es un resultado del hecho de que en el proceso de moldeo por soplado la preforma se moldea a una temperatura que está por debajo de la temperatura de transición vitrea (Tg) para el material del que es fabricada. Esto se hace posible gracias al uso de un fluido incompresible que tiene buenas propiedades de conducción de calor (por ejemplo, agua, en particular, tiene altas propiedades de conducción de calor) y, por lo tanto, se disipa rápidamente el calor producido pór la etapa de estiramiento. Por lo tanto, cristalinidad en un nivel alto (30-35%) se puede obtener con agua como fluido incompresible. Esto da como resultado una mejora en el endurecimiento por tensión durante el proceso de moldeo, ya que el acto de deformar la preforma en la forma deseada anima a las moléculas de resina de plástico a alinearse y cristalizarse. Este aumento en la cristalinidad se traduce en propiedades mecánicas y químicas mejoradas en el envase terminado.

Otro objeto de la invención, de acuerdo con la reivindicación 13, es un método de controlar el proceso para la fabricación y llenado de envases de plástico como se ha descrito brevemente más arriba. Este método es adecuado porque, en combinación con cualquiera de los otros aspectos de la invención, permite que el practicante de la invención optimice el control y producción del proceso mediante el uso de sistemas de control de proceso automatizados.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de una preforma para su uso en la invención, incluyendo una indicación de vistas detalladas separadas en las figuras 2 y 3.

La figura 2 es una vista detallada de una zona de deformación en la preforma de la figura 1 , donde la zona se compone de una geometría curvada.

La figura 3 es una vista detallada alternativa de una zona de deformación en la preforma de la figura 1 , donde la zona se compone de geometría angular.

La figura 4 es un diagrama de un aparato en el que la invención puede ser implementada.

La figura 5 es una representación de un envase terminado producido por el proceso de acuerdo con la invención.

La figura 6 ilustra esquemáticamente las curvas experimentales obtenidas a través de un ejemplo de un proceso de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la invención La invención se comprenderá mejor a partir de la descripción que sigue, que se refiere a una modalidad preferida, dada a modo de ejemplo no limitativo, y explicada con referencia a las figuras adjuntas 1 4 que muestran una preforma y aparato de moldeo, de acuerdo con esta invención.

El proceso para moldear por soplado envases de plástico, y más particularmente de resina termoplástica, por ejemplo, PET, comienza con la preforma 1 mostrada en la figura. 1. En la modalidad preferida, la preforma 1 se fabrica de resina de PET en un proceso de moldeo por inyección convencional. La preforma 1 es idealmente axialmente simétrica alrededor del eje longitudinal 17. La preforma 1 es un cuerpo tubular de una forma generalmente alargada, compuesta de una porción superior 1 1 y una porción inferior 13. La porción inferior 13 de la preforma 1 se define generalmente por una superficie exterior 3 y una superficie interior 4, que forman juntas una pared de espesor 5. Dicho espesor 5 no es necesariamente fijo, sino que puede variar ligeramente a lo largo del cuerpo de la preforma 1 (en la dirección longitudinal) como sea necesario para optimizar el moldeo del envase terminado. La porción superior 1 1 de la preforma 1 está provista de un hombro 9, roscado 10, y una abertura 12, dispuestos de tal manera que proporcionen un accesorio listo para una tapa. Un cuello 14 comprende la transición entre la porción superior 1 1 y la porción inferior 13.

La porción superior 1 1 es una porción que no se estira durante el proceso de fabricación del envase y durante la etapa de estiramiento de la preforma 1 a lo largo de su eje longitudinal. Por lo tanto, se designa como una porción no estirable. Por el contrario, la porción inferior 13 se define como una parte estirable y se estira y se deforma hasta alcanzar el tamaño y la forma deseados para el envase.

La preforma 1 se define además por una porción inferior 2, que comprende una cubierta semiesférica de radio interior 7 y radio exterior 8. El efecto de la combinación de la sección inferior 2 con la porción superior 1 1 y la porción inferior 13 es hacer a la preforma una estructura tubular que defina un volumen interior 6.

El cuello 14 está provisto de una zona 16 que tiene un espesor de pared 15 localmente reducido en relación con el resto de la preforma 1 . La zona 16 es un concentrador de tensión axial y radial en la pared de la preforma 1 , que sirve para proporcionar un coherente punto de inicio de deformación durante el moldeo y por lo tanto facilitar el flujo de la preforma 1 durante el moldeo. Las figuras 2 y 3 muestran dos posibles configuraciones del espesor reducido 15. En la figura 2, el espesor reducido 15 se logra por medio de curvas lisas 8, que pueden ser de radio constante o variable. En la figura 3, la preforma está en lugar provista de ángulos 19 (esquinas agudas), que cumplen el mismo propósito que las curvas 18. Mientras que en la modalidad preferida se emplea sólo una de esas zonas 16, varias de esas zonas se pueden emplear opcionalmente, dependiendo de las propiedades del material usado y de la geometría del envase que esté siendo formado.

Preferiblemente, la preforma en su conjunto está a temperatura ambiente. Más específicamente, al menos una porción de la porción estirable de la preforma está a temperatura ambiente y más preferiblemente, a una temperatura por debajo de la temperatura de transición vitrea (Tg) de la preforma.

Como se propone, por lo menos 30%, preferiblemente al menos 50%, más preferiblemente al menos 70%, más preferiblemente 90% de la porción estirable de la preforma está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg) antes del estiramiento de la preforma.

Sin embargo, para facilitar el estiramiento de la porción estirable de la preforma a lo largo de su eje longitudinal, que está previsto para calentar localmente la porción estirable en algunos puntos. Adecuadamente, la preforma se puede calentar en la ubicación de las zonas 16 que presenta el espesor de pared 15 localmente reducido para iniciar la deformación de la porción estirable durante el moldeo. La zona 16 se puede calentar a una temperatura próxima a la temperatura de transición vitrea (Tg) o por encima de la temperatura de transición vitrea. (Tg), mientras que la preforma en su conjunto se mantiene a una temperatura por debajo de la temperatura de transición vitrea (Tg) y preferiblemente a temperatura ambiente.

La figura 4 ilustra la modalidad preferida de un aparato para efectuar el proceso de moldeo. El aparato comprende un molde, que tiene una base 20 y mitades Izquierda y derecha 21 y 22 (colectivamente, los componentes del molde), y una cabeza de formación 27 con un elemento de estiramiento tal como una varilla de estiramiento 25 impulsada por un cilindro 26. Las mitades de molde 21 y 22 se encuentran a lo largo de la línea central del molde 35, y topan con la base de molde 20 a lo largo de la costura base del molde 34. La cavidad de molde 30 está por lo tanto definida por las superficies interiores 23 de los componentes del molde. Debe notarse que un molde con un número diferente de componentes puede ser utilizado alternativamente. El molde puede estar provisto además de uno o más orificios de ventilación 38, para agotar el aire desplazado por la preforma 1 durante la operación de moldeo.

Las mitades de molde 21 y 22 se proporcionan con un orificio superior 36. El orificio 36 es de un tamaño tal que el cuello de preforma 14 pueda pasar a través del orificio 36 mientras el hombro 9 de la preforma descansa sobre la superficie superior de las mitades de molde 21 y 22. El resultado es que la porción inferior 13 de la preforma se coloca dentro de la cavidad de molde 30 mientras la porción superior de la preforma 11 se apoya fuera de la cavidad del molde.

Antes de la operación de moldeo, la preforma 1 se prepara para el proceso de moldeo. En la modalidad preferida, la preforma se limpia de cualquier residuo latente y se desinfecta para prevenir el deterioro de sus contenidos futuros. Preferiblemente, la preforma está a temperatura ambiente. La preforma 1 preparada se coloca con relación a los componentes de molde 20, 21 , y 22 de tal manera que sea encerrada como se describió anteriormente. En términos prácticos, la preforma 1 se inserta en la estructura de molde montada, o, alternativamente, la preforma 1 puede ser mantenida en posición mientras los componentes del molde se juntan y se cierran alrededor de ella. Una vez colocados adecuadamente los componentes del molde se mantienen en su posición por medio de abrazaderas o dispositivos de bloqueo. El aparato junto con la preforma 1 forman un sistema para la fabricación y llenado de envases de plástico. La cabeza de formación 27 se coloca entonces alrededor de la boca 28 de la preforma 1 y se mantiene en posición mediante la aplicación de fuerza externa 41. La cabeza de formación 27 puede opcionalmente estar provista con medios para acoplarse a las roscas 10 de la preforma para una mejor conexión y sello.

Durante la preparación de la operación de moldeo, la preforma 1 está a temperatura ambiente o al menos a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg).

Las zonas locales 16 de la porción estirable 13 de la preforma se pueden calentar a una temperatura cercana a su temperatura de transición vitrea (Tg) o por encima de la temperatura de transición vitrea (Tg) de la preforma 1 para ayudar a iniciar la deformación plástica de la preforma 1 durante la operación de moldeo.

La operación de moldeo se inicia por el avance de la varilla de estiramiento 25 en el volumen interior 6 de la preforma, haciendo que se deforme plásticamente al estirarla a lo largo de su eje longitudinal 17. La varilla de estiramiento 25 es impulsada por medio de un cilindro neumático 26, que es operado por aire comprimido suministrado desde la fuente 32 y regulado por válvulas 33. Como alternativa, otros medios de impulso se pueden usar para impulsar el desplazamiento del elemento de estiramiento. Esta deformación continúa hasta que la varilla de estiramiento 25 se reúna con la parte inferior 20 del molde en el punto inferior 37, punto en el cual la varilla de estiramiento 25 se detiene y mantiene en su lugar hasta la finalización de la operación de moldeo.

Mientras la varilla de estiramiento 25 está deformando la preforma por estiramiento, un fluido incompresible 29 bajo presión, por ejemplo, agua, suministrado desde la fuente 31 y regulado por la válvula 39 se inyecta en el volumen interior 6 de la preforma. Más en particular, la inyección se inicia después de que el estiramiento ha comenzado y antes de que haya llegado a su fin. Esto hace posible obtener una distribución regular de cristalinidad a lo largo de la altura de la preforma. Debe notarse que el estiramiento de una preforma de PET que es inicialmente más bien de una forma amorfa, induce la cristalinidad en la preforma. Sin embargo, el calor generado por la etapa de estiramiento rompe esta cristalinidad inducida. El uso de un fluido incompresible, en particular un fluido con buenas o incluso altas propiedades de conducción de calor, tal como agua, hace que sea posible evacuar el calor producido por la etapa de estiramiento y mantener la cristalinidad en un nivel bastante alto, por ejemplo, entre 30 y 35%. Por otra parte, para efectos de cristalinidad se usa agua a temperatura ambiente en la etapa de inyección. Sin embargo, otros fluidos (por ejemplo, líquido) pueden, como alternativa, ser usados, y en particular fluido con cualquier temperatura entre 0°y 100°C. Puede proporcionarse opcionalmente un medio para eliminar el aire del interior de la preforma 1 antes de la inyección del fluido incompresible 29. La tensión longitudinal inducida por la varilla de estiramiento 25 y las tensiones longitudinales y radiales inducidas por la presión del fluido incompresible 29 provoca el inicio de deformaciones plásticas en los concentradores de tensión encontrados en la preforma 1 en las zonas 16.

Una vez que se inicia la deformación plástica, la preforma 1 continúa expandiéndose en la cavidad de molde 30 hasta que haya asumido aproximadamente la forma de las superficies interiores 23 del molde. Esta expansión es controlada por los sistemas de control del aparato por medio de sensores 40 situados apropiadamente. El número exacto de los sensores 40 requeridos variará de acuerdo con la forma de la cavidad de molde 30; sólo dos se muestran aquí para mayor claridad. Debe notarse que el control sobre el proceso de moldeo se obtiene mediante el control de la tasa de aumento de volumen dentro del molde durante el proceso. Controlar el volumen de un fluido incompresible (por ejemplo, agua) inyectado en la preforma (por ejemplo, a través de un medidor de flujo u otro medio adecuado) es mucho más fácil que para un fluido compresible tal como aire. El control de la tasa de aumento de volumen hace que sea posible controlar la tasa de aumento de la superficie durante la expansión de la preforma dentro del molde. La tasa de aumento de volumen se controla de tal manera que se obtenga un tasa de aumento de superficie de burbuja de PET sustancialmente constante, lo que tiende a obtener la máxima cristalinidad posible en la preforma de PET.

Como se ha explicado, durante el proceso de fabricación, el envase se lleva a cabo con una preforma 1 . Al menos una porción de la porción estirable 13 de dicha preforma está a una temperatura que está por' debajo de la temperatura de transición vitrea Tg para el material del cual se produce y, preferiblemente a temperatura ambiente.

De acuerdo con el proceso propuesto, al menos 30%, preferiblemente al menos 50%, más preferiblemente al menos 70% y lo más preferiblemente 90% de la porción estirable 13 de la preforma 1 está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg), lo que permite una reducción de la energía necesaria en el proceso.

La figura 6 ilustra curvas esquemáticas (a), (b), y (c) obtenidas en el curso de la ejecución de un ejemplo de un proceso de fabricación de acuerdo con la invención.

La curva (a) representa la amplitud de la posición de estiramiento con el tiempo durante el proceso de moldeo.

La curva (b) representa la amplitud del volumen de un fluido incompresible, por ejemplo, agua, que se inyecta en la preforma mientras que la segunda se está estirando.

Como es evidente a partir del dibujo, el fluido comienza a ser inyectado mientras el estiramiento de la preforma está en curso.

Por último, la curva (c) en líneas punteadas representa la amplitud de un punto de ajuste de volumen de agua.

Una vez que la expansión ha llegado a su fin las mitades de molde 21 y 22 se abren y luego se retira el envase sin vaciar el fluido incompresible 29. El envase se sella finalmente con el fluido incompresible 29 dentro (por ejemplo, agua u otro líquido), preferiblemente por medio de un tapón de rosca, y está entonces listó para ser uso al suministrar el fluido contenido en el mismo. Un envase terminado producido por medio de la modalidad preferida se representa en la figura 5, donde la tapa se ha omitido en aras de claridad.

Por supuesto, la invención no se limita a la modalidad descrita anteriormente y mostrada en el dibujo adjunto. Las modificaciones siguen siendo posibles, en particular en cuanto a la construcción de los diversos elementos o por sustitución de equivalentes técnicos, sin apartarse por ello del alcance de protección de la invención. En consecuencia, el alcance de esta descripción está destinado a ser ejemplar y no limitativo, y el alcance de la invención se define por las reivindicaciones que se derivan al menos en parte a partir de esta divulgación.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un proceso para la fabricación y llenado de envases de plástico, el proceso se caracteriza porque comprende las etapas de: a. colocar una preforma (1 ) con relación a un ensamble de molde de dos o más componentes (20, 21 , 22), dicha preforma generalmente se fabrica a partir de un plástico y está provista de un eje longitudinal (17) y presenta una porción estirable (13) y una porción no estirable (1 1 ); b. estirar dicha preforma a lo largo de su eje longitudinal (17); c. inyectar un fluido (29) en el volumen interior (6) de la preforma (1 ), dicho fluido (29) estando bajo una presión tal que cause que la preforma (1 ) se deforme plásticamente hasta lograr el tamaño y la forma deseados; y d. liberar dicho envase del ensamble de molde (20, 21 , 22) y sellar el envase; y en donde al menos una parte de la porción estirable (13) de la preforma (1 ) está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg) y, preferiblemente, a temperaturas ambiente.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el fluido es un fluido incompresible (29).

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha preforma se fabrica a partir de una resina termoplástica.

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las etapas de estiramiento de la preforma (1 ) e inyección del fluido (29) se llevan a cabo sustancialmente de forma sécuencial.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la etapa de inyectar el fluido (29) comienza antes del final de la etapa de estirar la preforma (1 ).

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las etapas de estiramiento de la preforma (1 ) e inyección del fluido (29) se llevan a cabo sustancialmente de forma simultánea.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el fluido (29) que se inyecta en la preforma (1) para formar el envase está encerrado dentro y se distribuye con el envase.

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el fluido está a temperaturas ambiente.

9. El proceso de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque al menos 50%, preferiblemente al menos 30%, más preferiblemente al menos 70%, más preferiblemente 90% de la porción estirable (13) de la preforma (1 ) está a una temperatura por debajo de su temperatura de transición vitrea (Tg).

10. Una preforma (1 ) para su uso en un proceso de moldeo por soplado, caracterizada porque comprende un cuerpo que encierra un volumen interior (6) que se fabrica de un plástico y sustancialmente de forma tubular, que tiene un eje longitudinal (17) que corre a lo largo de su longitud, y que se está provisto de una o varias zonas (16) de espesor de pared (15, 18, 19) localmente reducido a lo largo de dicho eje longitudinal (17) que están configuradas con el fin de iniciar preferentemente la deformación durante el proceso de moldeo por soplado.

1 1 . La preforma de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el espesor de pared (15, 18) localmente reducido de dichas zonas (16) se logra mediante el uso de cambios de geometría suaves (18) a lo largo del eje longitudinal de la preforma.

12. La preforma de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el espesor de pared (15, 19) localmente reducido de dichas zonas (16) se logra a través del uso de esquinas agudas (19) a lo largo del eje longitudinal de la preforma.

13. Un método para controlar el proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende el seguimiento de la posición de un elemento de estiramiento (25), la tasa de flujo volumétrico del fluido (29), presión del fluido (29), la fuerza del elemento de estiramiento (25), y el patrón de deformación durante el proceso de moldeo; y ajustar la posición del elemento de estiramiento (25) y la velocidad de flujo volumétrico del fluido (29) de acuerdo con una relación predeterminada entre las variables antes mencionadas, dicha relación estando configurada para optimizar la fabricación de la variedad particular de envase siendo fabricado.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el fluido (29) es un fluido incompresible.

15. Un sistema para la fabricación y el llenado de envases de plástico, el sistema se caracteriza porque comprende: a. un ensamble de molde de dos o más componentes (20, 21 , 22); b. una preforma colocada con relación al ensamble de molde, dicha preforma (1 ) generalmente se fabrica a partir de un plástico y está provista de un eje longitudinal (17); c. un elemento de estiramiento (25) para estirar dicha preforma (1 ) a lo largo de su eje longitudinal (17); d. un medio para inyectar un fluido (29) en la preforma (1 ), dicho fluido (29) estando bajo una presión tal que se haga que la preforma (1 ) se deforme plásticamente hasta lograr el tamaño y la forma deseados; e. un medio para liberar el envase del ensamble de molde; y f. un medio para sellar el envase.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado el fluido (29) es un fluido incompresible.