MÉTODO PARA PRODUCIR RECIPIENTES RÍGIDOS DE PLÁSTICO CON RELLENO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el proceso para producir un recipiente de plástico con relleno, por ejemplo, botellas de plástico rigidas de tereftalato de polietileno
(PET) , polipropileno o similares, las etapas de producir el recipiente se separan co vencionalmente de la operación de relleno por muchas razones. La producción de unos recipientes, como por moldeo por i n y e c c i ón - s opl ado o por moldeo por i ny e cc i ón- s op 1 ado por dilatación tipicamente se lleva a cabo y en forma necesaria a una velocidad diferente que la operación de relleno si ambas operaciones se realizaran a eficiencias óptimas. La operación de moldeo de recipiente, por ejemplo, se realizan mejor sin la interrupción, si se consideraran las pérdidas de instalación principales. Esto aplica particularmente al proceso para moldear por inyección de las preformas que preceden la operación de soplado. De hecho, el procedimiento de moldeo por inyección es responsable principalmente por la desigualdad en los ciclos de operación.
Se conoce bien en la tecnología de cartón para leche acoplar por ejemplo la formación de los recipientes en los procesos de relleno. Por ejemplo, para está operación, una plantilla se suministra convencionalmente a una máquina que levanta subsecuentemente al recipiente, llena el recipiente y sella el recipiente. Este procedimiento puede realizarse en operaciones de secuencias adyacentes y en linea. Puede ser altamente deseable proporcionar un proceso para producir recipientes de plástico con relleno que incluya la preparación de estos recipientes en operación secuencial y físicamente p r óx ima . Por consiguiente, es el objeto principal de la presente invención proporcionar un proceso para producir recipientes de plástico con relleno que incluye la preparación de este recipientes en una operación secuencial y físicamente próxima sin contaminar la sustancia que sea rellenada en los mi smo s . Objetivos y ventajas adicionales de la presente invención aparecerán a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, los objetos y ventajas anteriores se obtienen f á c i lmen t e . La presente invención proporciona un proceso para producir un recipiente de plástico con relleno, que comprende: preparar una preforma de plástico mediante moldeo por compresión en una estación de producción de preformas; moldear por soplado la preforma dentro de la configuración de un recipiente final en una estación de moldeo por soplado; y llenar el recipiente moldeado por soplado en una estación de relleno, en donde la preparación de la preforma, el moldeo por soplado y el relleno se realizan secuencialmente en operaciones físicamente próximas, de preferencia bajo condiciones con las que la sustancia que se contiene en la misma no se contamine . En una modalidad preferida, el proceso de la presente invención incluye la etapa de preparar un precursor antes de preparar la preforma y preparar la preforma a partir del precursor. Deseablemente, el precursor se calienta a la temperatura de moldeo por comprensión antes de preparar la preforma, la temperatura que es insuficiente para provocar el cambio sustancial en la morfología del plástico. Además, el proceso de la presente invención preferiblemente incluye la etapa de mantener las preformas a temperatura de moldeo por soplado en la etapa de moldeo por comprensión. También, deseablemente el moldeo por compresión, el moldeo por soplado y las etapas de relleno se realizan simultáneamente, de preferencia con el moldeo por compresión, el moldeo por soplado y las etapas de relleno llevadas a cabo en aproximadamente la misma velocidad.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En la presente invención sera entendida más fácilmente a partir de una consideración de los dibujos ilustrativos anexos, en donde: La Figura 1 es una vista esquemática en parte de un proceso de termoformación que puede utilizarse para formar los precursores termoplásticos de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una vista en corte esquemático en parte de una modalidad de la etapa para preparar la preforma a partir del precursor por moldeo por compresión;
La Figura 3 es una vista en elevación de la preforma preparada en la Figura 2; La Figura 4 es una vista esquemática en parte de la etapa de moldeo por soplado; y La Figura 5 es una vista lateral de la etapa de relleno.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Es una ventaja particular de la presente invención que los medios se proporcionen para realizar cada operación requerida para producir el recipiente a la misma velocidad y el sitio de cavidad de molde y para llenar los recipientes a una velocidad que es un múltiple uniforme de la producción de un establecimiento de molde de cavidad individual, los establecimientos tipicamente consiste de un molde de preforma y un molde de soplado terminado. Esto se logra de acuerdo con la presente invención al producir la preforma por moldeo por compresión en vez de moldeo por inyección, y al realizar las operaciones secuenciales de la preparación de preforma mediante el moldeo por compresión, moldeando por sopiado la preforma dentro del recipiente final y llenando el recipiente moldeado por soplado en una estación de relleno . Como se conoce comúnmente, el moldeo por inyección requiere que el plástico sea fundido, es decir calentado a una temperatura lo suficientemente elevada para permitir que el plástico fluya a través de los canales de un sistema corredor de calor y a través de las boquillas de inyección seguidas por las compuertas de inyección, y finalmente dentro de cavidades de moldeo enfriadas. Las velocidades para lograr esto y las presiones para lograr esto deben permitir que las cavidades se llenen completamente sin las paredes enfriadas bruscamente de las cavidades que inhiben el flujo suficiente. Cuando el plástico se calienta de este modo, la estructura molecular del plástico cambia debido a la degradación térmica. El resultado de esto es que el plástico ha cambiado y normalmente disminuido en calidad. Además, este procedimiento es acompañado por la generación de productos de degradación volátiles que son indeseables. De este modo, convencionalmente uno lleva a cabo el moldeo por inyección de las preformas en una ubicación diferente de la operación de relleno y por lo tanto no realiza la preparación de recipiente secuencialmente y en operaciones físicamente próximas con las operaciones de relleno. Muchos sino la mayoría de las bebidas y algunos de los productos alimenticios absorben los productos de degradación volátiles descritos en lo anterior, con el efecto de aún en pequeñas cantidades de estos productos de degradación influencian al sabor y olor desfavorablemente. Aún en pequeñas cantidades de estos productos de degradación volátiles son suficientes para hacer una cantidad considerable de daño . Por lo tanto, como se indica en lo anterior, el acoplamiento directo de los procedimientos de relleno y producción de recipiente rigido es insuficientemente efectivo con el estado actual de la técnica. Algunas de las razones para esto incluyen el hecho de que la velocidad de relleno es muy difícil, sino es que imposible, para concordar con la velocidad de las diversas etapas de la formación del recipiente. Además, como se indica a conti uación, la formación del recipiente mediante moldeo por i nye c ci ón - s opiado o moldeo por inyección-soplado por dilatación provoca la degradación de los plásticos que necesitan el uso de materiales caros que proporcionan las propiedades requeridas del recipiente después de su degradación. Esto es indeseable económicamente. Además, la degradación de los plásticos comúnmente utilizados está acompañada por la generación de productos de degradación volátiles que pueden ser dañinos a la sustancia que se llena dentro de los recipientes. Esto evita la colocación físicamente próxima de las etapas de la producción de recipiente rigido que provoca tal degradación en la linea de relleno, dando como resultado en un proceso más caro e inconveniente. De acuerdo con la presente invención, uno produce fácilmente los recipientes de plásticos con relleno en linea y especialmente con la preparación de recipiente de plásticos regidos. La Figura 1 ilustra un procedimiento para producir un precursor para una preforma en una primera estación en la secuencia de estaciones. La estación de preparación de precursor no necesita ser adyacentes a las estaciones subsecuentes. En vez de ello, puede localizarse cerca del establecimiento que produce el plástico, dependiendo de la economía aplicable . Como se muestra en la Figura 1, los precursores 10 se termoforman en la etapa 12. De este modo, una hoja 14 de material 16 termoplástico, que puede, por ejemplo ser PET o polipropileno, que puede tener dos o tres o más capas de materiales diferentes para proporcionar un material de capas múltiples, se suministra al medio 18 de termoformación. Una pluralidad de precursores 10 t e rmo f o rma do s se forman en los medios 18 de termoformación a partir de un material 16 de termoplástico en la hoja 22 que se separan por medios 24 de acabado en cortes convencionales. Los precursores también puede hacerse por otros medios como por moldeo por presión o formación de tabletas, en muchas formas. En la formación de tabletas, uno hace las tabletas al comprimir el material en partículas, lo cual es bien conocido en la tecnología. La Figura 2 muestra una segunda estación para preparar una preforma partida del precursor al moldear por compresión, lo cual se indica en lo anterior, es físicamente independiente de la estación de preparación de precursor. Antes de la preparación de la preforma, el precursor se calienta deseablemente a la temperatura de moldeo por compresión por medio de calentamiento conocido (no mostrado) , a una temperatura que no provoque la degradación del plástico o la liberación de productos de degradación volátiles. Los medios de calentamiento preferiblemente se proporcionan mediante corrientes de radiofrecuencia (calentador RF) , lo cual es eficiente particularmente, aunque también puede ser una convección, radiación o calentador de lecho fluidizado. Como se muestra en ia Figura 2, el ensamble 28 de moldeo por compresión es proporcionado, el cual deseablemente se puede abrir como se indica por la flecha, y tiene una cavidad 30 en la misma en la configuración de preforma deseada, incluyendo la porción de cuello roscado si se desea (no mostrado) . El precursor 10 también puede tener dos o más capas. El calentamiento por RF se prefiere, particularmente para los precursores con paredes gruesas, ya que no confian en la conductividad de calor del plástico, lo cual es deficiente. Como se muestra en la Figura 2, el núcleo 38 de moldes se inserta dentro de la cavidad del precursor 10 calentado, como colocado dentro de la cavidad 30, para la preforma 42 de molde por compresión. La preforma mostrada 42 es representativa solamente y en forma natural de cualquier configuración adecuada que puede producirse .
El moldeo por compresión, que es un proceso llevado a cabo en el estado sólido, puede realizarse dentro del rango de temperatura del moldeo por soplado. Por consiguiente, el precursor está en condición de moverse por medios convencionales directamente para el moldeo por soplado, de preferencia a temperatura constante. De este modo, los precursores pueden calentarse en una estación de calentamiento separada a la temperatura de moldeo por compresión como se indica en lo anterior, transportada desde la estación de calentamiento a la estación de moldeo por compresión como se muestra en la Figura 2 ,. y r e con f o rma do s en el mismo dentro de las preformas, como las preformas 42 mostradas en la Figura 3. Los componentes del molde de compresión en la Figura 2 de preferencia se mantienen a una temperatura la cual no es menor que la temperatura en la que la siguiente etapa se realiza, es decir la etapa de moldeo por soplado como se muestra en la Figura 4. La etapa de moldeo por compresión mostrada en la Figura 2 puede ajustarse para hacer un múltiple uniforme de la etapa de rellenos. Por lo tanto, un número de moldes por compresión pueden ensamblarse para la conformidad con la velocidad de rellenos. La etapa de moldeo por soplado es más corta que la etapa de moldeo por compresión. Después de un moldeo por compresión de la preforma en la Figura 2, la preforma 42 se transfiere a la estación de moldeo por soplado, mostrada en la Figura 4 adyacente y deseablemente en linea con la estación de moldeo por compresión. De este modo, la preforma 42 se transfiere al molde 44 por soplado que puede separarse a lo largo de la linea 46 de división y la cual puede incluir la varilla 47 de resistencia, y expandirse dentro de la conformación mostrada por la linea 48 discontinua, dentro de la conformidad con la cavidad 50 de molde por soplado, por medios bien conocidos, como por aire soplado a través del canal 49. El ciclo de operación de la estación de moldeo por soplado mostrada en la Figura 4 tipicamente es más corta que aquella del ciclo de moldeo por compresión mostrada en la Figura 2. De este modo, si estas operaciones se realizan secuencialmente, en operaciones adyacentes o físicamente próximas, la producción de la preforma, el moldeo por soplado y el relleno de hecho pueden llevarse a cabo a la misma velocidad, y cada estación de operación es capaz de una operación económica a la misma velocidad que la otra para proporcionar un sistema eficiente y deseablemente elevado en linea. La operación de moldeo por soplado mostrada en la Figura 4 se sigue por una operación de relleno mostrada en la Figura 5 en donde la cabeza 52 de relleno se aplica al recipiente 48 para llenar lo mismo en una forma simple en una ubicación físicamente próxima con el moldeo por soplado y las etapas de preparación de preforma. Esto puede seguirse por otras operaciones, por ejemplo, inspección, empaquetamiento, etc., en una o más de las siguientes operaciones que deseablemente pueden estar en una ubicación físicamente próxima con la operación de relleno. Si la operación de relleno necesita ser interrumpida, la secuencia completa puede también interrumpirse convenientemente sin pérdida de cualquier material o desventaja de cierre, y después olver a iniciar cuando la operación de relleno se reanude. Debido a las bajas temperaturas en que todas las etapas de moldeo se llevan a cabo, ninguna degradación del plástico se presenta y por lo tanto ningún producto de degradación volátil. Por lo tanto, el plástico introducido dentro del proceso puede ser sustancialmente del mismo peso molecular como aquel deseado para recipiente y terminado. También, una operación secuencial altamente ventajosa se proporciona donde la preparación de la preforma, el moldeo por soplado y las etapas de relleno se realizan secuencialmente en operaciones físicamente próximas. Esto da como resultado en un procedimiento altamente ventajoso y económico. Se entenderá que la invención no se limita a las ilustraciones descritas y mostradas en la presente, las cuales se consideran que son meramente ilustrativas de los mejores modos de llevar a cabo la invención, y que son susceptibles a modificaciones de forma, tamaño, arreglo de partes y detalles de operación. La invención además pretende abarcar todas las modificaciones que se encuentren dentro de sus espíritu y alcance como se define por las rei indicaciones.