ES2307692T3

ES2307692T3 - Preforma plastica de cuello ancho con zona de estanqueidad interna protegida con los deterioros mecanicos.

Info

Publication number: ES2307692T3
Application number: ES02022178T
Authority: ES
Inventors: Frank Haesendonckx
Original assignee: AMCOR Ltd; Amcor Pty Ltd
Current assignee: AMCOR Ltd; Amcor Pty Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2008-12-01
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: WO2004030895A1; DE60226733D1; EP1405710A1; EP1405710B1; AU2003266357A1

Abstract

Conjunto preforma plástica (1)/medio de cierre (6), consistiendo la preforma plástica (1) en un cuerpo hueco tubular que es obtenido por inyección, que está abierto en un primer extremo denominado bebiente (1b), y que está cerrado en su extremo opuesto (1f) por una primera porción terminal que forma el fondo de la preforma, la parte central del citado fondo corresponde al punto de inyección del cuerpo hueco y forma una porción (2) en saliente hacia el exterior, prolongándose el citado fondo (1f) por una segunda porción (1e) sensiblemente cilíndrica, comprendiendo el citado cuerpo hueco, además, una tercera porción (1c) que forma un gollete que se extiende desde el bebiente (1b), y que presenta un diámetro interior (D, D'') superior al diámetro exterior (d) de la citada segunda porción sensiblemente cilíndrica (1e), el medio de cierre (6), una vez colocado en el gollete (1c) de la preforma, está en contacto con la pared interna del gollete (1c) en una zona de estanqueidad circunferencial interna (E), caracterizado porque la zona de estanqueidad interna (E) presenta un límite superior situado a una distancia d1 del bebiente (1b) de la preforma, y un límite inferior situado a una distancia d2 del bebiente (1b) de la preforma, estando comprendida la distancia d1 entre 5 mm y 10 mm, y siendo la distancia d2 inferior a 15 mm, y porque la geometría y las dimensiones del fondo (1f) de la preforma están adaptadas con respecto a la geometría y a las dimensiones del gollete (1c) de tal modo que, en la zona de estanqueidad interna (E) del gollete (1c), subsiste una zona circunferencial protegida (E'') que no puede estar en contacto con el punto de inyección (2) en saliente de otra preforma idéntica (1'').

Description

Preforma plástica de cuello ancho con zona de estanquidad interna protegida contra los deterioros mecánicos.

La presente invención se refiere al ámbito de la fabricación de preformas plásticas que son obtenidas por inyección de un material termoplástico en un molde, y que están destinadas a ser estiradas después de manera que formen recipientes plásticos. Ésta tiene por objeto principal una nueva preforma plástica, denominada de "cuello ancho" que, además, presenta a nivel de su gollete una zona de estanqueidad interna, que está protegida contra los deterioros mecánicos que pueden derivarse del encajamiento con otra preforma, por ejemplo durante el almacenamiento a granel y/o el transporte de las preformas. Las preformas de la invención se utilizan, ventajosamente, pero no de modo exclusivo, para fabricar recipientes plásticos que son llenados en condiciones asépticas, y cerrados por medio de un tapón, capuchón o equivalente, que asegura una estanqueidad aséptica interna a nivel del gollete.

Técnica anterior

Actualmente, en la industria del envasado, está muy extendido fabricar recipientes plásticos, por doble estirado (axial y radial) y de modo más particular por estirado y soplado, de preformas en un molde. De manera en sí conocida, una preforma está constituida por un cuerpo hueco tubular que es obtenido por inyección de un material plástico en un molde. Los materiales termoplásticos disponibles actualmente para fabricar una preforma son variados, siendo el polímero más utilizado actualmente, en razón, especialmente, de su bajo coste, el polietileno tereftalato (PET).

Actualmente, existen dos métodos principales de fabricación de un recipiente a partir de una preforma. Un primer método designado comúnmente "one stage process", proceso de una etapa, consiste en realizar la segunda etapa de fabricación del recipiente en línea e inmediatamente después de la primera etapa de fabricación de la preforma. El segundo método, designado comúnmente "two stages process", proceso de dos etapas, consiste en separar en el tiempo las etapas de fabricación de la preforma y de fabricación del recipiente. En la práctica, en este segundo método, las preformas, a la salida de su etapa de fabricación, son almacenadas temporalmente en el lugar de producción y eventualmente transportadas hasta un lugar de producción de recipientes más o menos distante del lugar de producción de preformas. Para su almacenamiento y/o su transporte, las preformas se disponen a granel dentro de contenedores de almacenamiento o de transporte.

Desde un punto de vista estructural, una preforma se presenta en forma de un cuerpo hueco tubular que está abierto en un primer extremo denominado comúnmente bebiente, y que está cerrado en su extremo opuesto por una primera porción terminal que forma el fondo de la preforma. La parte central del citado fondo tiene la forma de una punta en saliente hacia el exterior o equivalente y corresponde al punto de inyección del cuerpo hueco. El fondo de la preforma se prolonga por una segunda porción sensiblemente cilíndrica y que forma la parte principal de la preforma. El cuerpo hueco comprende, además, una tercera porción que forma el gollete de la preforma y que se extiende desde el bebiente. En la práctica, la preforma comprende, igualmente, en la proximidad de su bebiente, un collarín externo, extendiéndose el gollete de la preforma desde el bebiente hasta el citado collarín. Este collarín es utilizado, especialmente, durante la operación de estirado de la preforma dentro de un molde, para mantener en posición la preforma dentro del molde. Así, durante la etapa de fabricación de un recipiente por estirado de una preforma dentro de un molde, solo es estirada la parte de la preforma situada por debajo del collarín (parte de la preforma entre el collarín y el punto de inyección), no experimentando el collarín y la parte de la preforma situada por encima del collarín (es decir, el gollete) ningún estirado.

La mayoría de las preformas fabricadas actualmente presentan una sección transversal (sección tomada en un plano transversal a su eje longitudinal principal) cuyo diámetro externo es sensiblemente constante en toda la altura de la preforma, con excepción, naturalmente, de la parte que forma el collarín exterior y de la parte que forma el fondo de la preforma. En este caso, habida cuenta del espesor de la pared de la preforma, resulta que el diámetro interno de la preforma a nivel de su gollete es inferior al diámetro externo de la preforma a nivel de su porción principal sensiblemente cilíndrica.

Sin embargo, existe un tipo particular cuyo diámetro externo no es sensiblemente constante, y que de modo más preciso comprende un gollete cuyo diámetro interno es superior al diámetro externo de la porción principal sensiblemente cilíndrica de la preforma, véase, por ejemplo, el documento EP 0978456. Este tipo particular de preformas es designado en el presente texto por preformas "de cuello ancho".

Para cerrar de manera estanca un recipiente plástico obtenido a partir de una preforma, existen actualmente diferentes medios de cierre. Una primera categoría de medios de cierre (tapones, capuchones, opérculos, ...) se caracteriza por una estanqueidad realizada a nivel de la pared externa del gollete y/o a nivel del bebiente de la preforma. Una segunda categoría de medios de cierre (tapón, capuchón, ...) se caracteriza por una estanqueidad realizada a nivel de la pared interna del gollete. Una tercera categoría de medios de cierre consiste en acumular una estanqueidad a nivel de la pared externa del gollete y/o a nivel del bebiente de la preforma con estanqueidad realizada a nivel de la pared interna del gollete.

Se busca una estanqueidad a nivel de la pared interna del gollete (segunda o tercera categoría antes citada de medios de cierre) y de modo más particular, pero no exclusivamente, en las aplicaciones en las que se desea una estanqueidad aséptica (protección del contenido del recipiente contra las bacterias, microorganismos, ...). Ahora bien, en la práctica se constata que las preformas de cuello ancho presentan frecuentemente defectos de estanqueidad a nivel de la zona de estanqueidad interna de su gollete, defectos que son perjudiciales para la buena conservación de los productos contenidos en los recipientes que se forman a partir de estas preformas.

Objetivo de la invención

La presente invención pretende proponer, en el ámbito de las preformas de cuello ancho y con zona de estanqueidad interna a nivel del gollete, una solución que permita disminuir los defectos de estanqueidad en la zona de estanqueidad interna del gollete.

Solución de la invención

La solución de la invención reside en parte en el hecho de que se ha puesto en evidencia que estos defectos de estanqueidad eran debidos principalmente a la presencia de microrrayaduras o microrranuras, que se forman en la zona de estanqueidad interna del gollete, durante el almacenamiento a granel o el transporte a granel de la preformas. Así, se ha puesto en evidencia que estas microrrayaduras o microrranuras eran provocadas por un encajamiento de las preformas una en otra, y de modo más particular por un contacto mecánico entre el punto de inyección central del fondo de una preforma con la pared interna del gollete de otra preforma. Además, se ha constatado que estos defectos de estanqueidad eran tanto más importantes o frecuentes, cuando el punto de inyección central del fondo de la preforma presenta una dureza mayor que la pared interna del gollete de la preforma, lo que es el caso, especialmente, cuando el material termoplástico (polímero o mezcla de polímeros) utilizado para fabricar las preformas es apto para cristalizar, tal como, por ejemplo, el PET. En efecto, en este caso, el punto de inyección del fondo de la preforma está, generalmente, en estado cristalino, mientras que la pared interna del gollete está generalmente en estado amorfo.

Así, la invención tiene por objeto principal un conjunto preforma plástica/medio de cierre de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto de modo más claro con la lectura de la descripción que sigue de un ejemplo preferido de realización de una preforma de la invención, descripción que se da a título de ejemplo no limitativo y no exhaustivo, y refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 representa una vista en sección longitudinal de una preforma de cuello ancho de la invención cerrada por un tapón de cierre que asegura una estanqueidad interna a nivel del gollete de la preforma,

- la figura 2 representa dos preformas de acuerdo con la figura 1 encajadas una en la otra,

- y la figura 3 representa dos preformas de cuello ancho, encajadas una en la otra, que no son de acuerdo con la invención, comprendiendo las citadas preformas un gollete y un fondo cuyas forma y dimensiones no permiten garantizar una protección de una zona circunferencial en la zona de estanqueidad interna del gollete.

Descripción detallada de un ejemplo preferido de realización

En la figura 1 se ha representado un ejemplo preferido de realización de una preforma 1, que es de acuerdo con la invención, y que ha sido fabricada, de manera en sí conocida, por inyección en un molde de un material termoplástico. Esta preforma 1 consiste en un cuerpo hueco de forma general tubular, de eje longitudinal 1a, cuerpo hueco que está abierto en un primer extremo 1b denominado "bebiente", y que está cerrado en su extremo opuesto por una porción terminal 1f que forma el fondo de la preforma 1. La preforma comprende, además, en la parte superior, una porción terminal 1c que forma el gollete de la preforma, y que se extiende desde el bebiente 1b hasta un collarín externo C. El fondo 1f de la preforma 1 comprende en la parte central una porción 2 en saliente hacia el exterior, que corresponde al punto de inyección de la preforma en el molde. Este punto de inyección 2 central denominado habitualmente "gate", orificio de colada, se prolonga por una porción 3, que se denomina habitualmente "end cap", tapón final. En el ejemplo particular ilustrado, esta porción 3 presenta una forma sensiblemente hemisférica.

El fondo 1f de la preforma constituido por el punto de inyección 2 y la porción de fondo 3 antes citados se prolongan por una porción principal 1e del cuerpo de la preforma, que es sensiblemente cilíndrica. Esta porción principal 1e está unida a la parte de la preforma que comprende el collarín C por una porción intermedia 1d cuya sección interna presenta un diámetro creciente.

En el ejemplo particular ilustrado, el gollete 1c de la preforma 1 está constituido, esencialmente, por dos partes: una primera parte cilíndrica 4 de diámetro interno D (diámetro de la sección interna del gollete 1c tomada en un plano transversal al eje longitudinal principal 1a) que es sensiblemente constante; una segunda parte 5, que se extiende hasta el bebiente 1d, y cuyo diámetro interno D' es ligeramente superior al diámetro D de la primera parte cilíndrica 4. Esta estructura particular del gollete 1c de la preforma de la figura 1 no es limitativa de la invención, pudiendo presentar el gollete 1c en otra realización, por ejemplo, un diámetro interior D sensiblemente constante en toda la altura del gollete. Así pues, de manera general, la invención no está, limitada al gollete que tiene la forma particular de la figura 1, sino que se aplica a cualquier preforma de cuello ancho, es decir, a cualquier preforma en la que el diámetro interno (D, D') del gollete sea superior al diámetro externo d (véase la figura 1) de la porción principal 1e de la preforma, de tal modo que sea posible encajar dos preformas idénticas una en la otra, como está ilustrado en la figura 2.

Refiriéndose a la figura 1, en el gollete 1c y en el bebiente 1b de la preforma 1 está adaptado un tapón de cierre 6 que comprende una parte interna 6a que coopera con la pared interna del gollete 1c de modo que define una zona de estanqueidad interna E a nivel del gollete 1c. La estructura particular de este medio de cierre 6 de la figura 1 no es limitativa de la invención, la cual se aplica a cualquier medio de cierre, que, una vez adaptado al gollete de la preforma, entre en contacto con la cara interna del gollete en una zona de estanqueidad E predefinida.

Conviene subrayar que la preforma 1 de la figura 1 es un producto intermedio, y está destinada a ser transformada en una etapa posterior por estirado y soplado dentro de un molde, de modo que se forme un recipiente plástico (no representado en las figuras). Durante esta etapa de estirado-soplado, solo es estirada la parte de la preforma situada por debajo del collarín (porciones 1d, 1e y 1f). El collarín C y el gollete 1c no experimentan, en cuanto a ellos, ningún estirado y, por tanto, conservan las mismas dimensiones. Resulta, así, que la zona de estanqueidad interna E definida anteriormente en el gollete de la preforma 1 no se modifica y permanece inalterada en el recipiente final obtenido a partir de esta preforma 1.

Con objeto de ilustrar y de hacer comprender mejor el problema técnico resuelto por la invención, en la figura 3 se han representado dos preformas P y P', idénticas y encajadas una en la otra, preformas que no constituyen preformas de acuerdo con la invención. Refiriéndose a esta figura 3, cada preforma P o P' comprende una zona de estanqueidad interna E de manera similar a la preforma 1 de la figura 1. La preforma P' está encajada en la preforma P en una posición de encajamiento límite en la cual el punto de inyección 2' de la preforma P' está en contacto con la pared interior del gollete 1c de la preforma P (punto de contacto A) y, a la inversa, la pared exterior de la preforma P' está apoyada contra el bebiente 1b de la preforma P (punto de contacto B). En esta posición de encajamiento límite, los ejes longitudinales de las dos preformas forman un ángulo \alpha. Se constata que, en esta posición de encajamiento límite de la figura 3, el punto de contacto A antes citado está situado por debajo del nivel de la zona de estanqueidad interna E y, en el caso particular ilustrado, llega a nivel del collarín C. Cuando se bascula la preforma P' en el sentido de la flecha F, trasladándola al mismo tiempo según su eje longitudinal en el sentido de la flecha G (véase la figura 3), se comprende que el punto de inyección 2' de la preforma P' suba por el interior de la preforma P, y que, así, es posible llevar en contacto este punto de inyección 2' en toda la altura de la zona de estanqueidad interna E de la preforma P.

Ahora bien, con preformas del tipo de las preformas P y P' de la figura 3, se ha puesto en evidencia que durante el almacenamiento a granel o el transporte a granel de estas preformas, las preformas se encajaban una en otra ocasionando así un riesgo elevado de dañado de la zona de estanqueidad interna del gollete de una preforma, asociado al contacto mecánico con el punto de inyección de otra preforma. En efecto, este contacto mecánico se traduce en la formación de microrranuras o microrrayaduras en la pared interna del gollete 1c, a nivel de la zona de estanqueidad interna E. Ahora bien, estas microrranuras son perjudiciales para una buena estanqueidad y, por tanto, son fuentes de fugas a nivel de la zona de estanqueidad interna. Sabiendo, además, que con preformas P, P' tales como las ilustradas en la figura 3, el punto de inyección 2' de la preforma P' que está encajada en la preforma P puede ser llevado en contacto con toda la superficie de la zona de estanqueidad interna E del gollete 1c de la preforma P, y hay un riesgo de que esta zona de estanqueidad E sea dañada en toda su altura.

Se ha constatado, además, que el fenómeno antes citado de deterioro mecánico de la cara interna de la pared del gollete a nivel de su zona de estanqueidad (E) es tanto más importante o preponderante, cuando la dureza del punto de inyección del fondo de la preforma es superior a la dureza del gollete, lo que es el caso, especialmente, de todas las preformas realizadas a partir de un polímero o de una mezcla de polímeros, por ejemplo de tipo PET o similar, aptos para cristalizar, y donde el punto de inyección del fondo de la preforma está en estado cristalino mientras que la pared interna del gollete de la preforma está en estado amorfo.

Así pues, la invención es particularmente ventajosa en el caso de preformas plásticas realizadas a partir de un material termoplástico apto para cristalizar, tal como, por ejemplo, el PET o mezcla de polímeros que comprenden PET.

En comparación con la figura 3, en la figura 2 se han representado dos preformas 1 y 1' de la invención, idénticas a la preforma 1 de la figura 1, y encajadas una en la otra en una posición de encajamiento límite comparable a la de la figura 3. Se puede constatar que, en esta posición de encajamiento límite, el punto de contacto A entre el punto de inyección 2 de la preforma 1' y la pared interna del gollete 1c de la preforma 1 está situado en la zona de estanqueidad interna E de la preforma 1. Además, cuando se desea hacer bascular la preforma 1' en el sentido de la flecha F', con el fin de disminuir el ángulo \alpha entre los ejes longitudinales 1a de las dos preformas 1 y 1', se constata que la parte 3 del fondo 1f de la preforma 1', debido a su radio de curvatura, entra en contacto con la pared interna del gollete 1c de la preforma 1, y por lo mismo, obliga al punto de inyección 2 de la preforma 1' a abandonar la pared interna del gollete 1c de la preforma 1. Así, en el interior de la zona de estanqueidad E, subsiste una zona de estanqueidad E' protegida, que se extiende por debajo del punto de contacto A de la figura 2, y en toda la circunferencia del gollete 1c, zona que no puede estar en contacto con el punto de inyección 2 de la preforma 1' cualquiera que sea su posición de encajamiento, quedando así protegida la citada zona E' contra los deterioros mecánicos asociados a un encajamiento de preformas en curso de almacenamiento a granel o de transporte a granel. Se preserva, así, al menos en una parte de la zona de estanqueidad E, una zona de estanqueidad circunferencial E' que no se deteriora, y que, así, permite conservar el nivel de estanqueidad requerido entre el tapón de cierre 6 y el gollete 1c.

La invención no está limitada a la geometría y a las dimensiones particulares de la preforma 1 de las figuras 1 o 2, sino que, de manera general, se extiende a cualquier preforma de cuello ancho, con zona de estanqueidad interna a nivel del gollete, preforma que presenta un fondo 1f cuyas geometría y dimensiones (especialmente el radio de curvatura) están adaptadas con respecto a la geometría y a las dimensiones del gollete 1c (especialmente al diámetro interno d del gollete de la zona de estanqueidad E), de modo que preserva una zona de estanqueidad circunferencial E' que no puede estar en contacto con el punto de inyección de otra preforma idéntica encajada en la preforma.

Igualmente, en otra variante de realización, la zona de estanqueidad E' protegida contra los deterioros mecánicos puede extenderse en una altura más importante que la ilustrada en la figura 2 y, por ejemplo, puede extenderse en toda la altura de la zona de estanqueidad E, o en una altura menos importante que la ilustrada en la figura 2.

Igualmente, en el ejemplo particular de realización de las figuras 1 o 2, la zona de estanqueidad interna E se extiende entre un límite superior situado a una distancia d1 del bebiente 1b, y un límite inferior situado a una distancia d2 del bebiente 1b de la preforma. En la práctica, en la mayoría de las preformas, la zona de estanqueidad E es tal que la distancia d1 está comprendida, generalmente, entre 5 mm y 10 mm, y la distancia d2 es inferior a 15 mm. Esto, sin embargo, no es limitativo de la invención. En el ejemplo de realización de la invención, según el tipo de medio de cierre utilizado, la zona de estanqueidad E (y por lo mismo la zona de estanqueidad E' protegida contra los deterioros mecánicos) puede extenderse hasta el bebiente 1b de la preforma, y/o la distancia d1 puede ser superior a 10 mm, o inferior a 5 mm y/o la distancia d2 puede ser superior a 15 mm.

Claims

1. Conjunto preforma plástica (1)/medio de cierre (6), consistiendo la preforma plástica (1) en un cuerpo hueco tubular que es obtenido por inyección, que está abierto en un primer extremo denominado bebiente (1b), y que está cerrado en su extremo opuesto (1f) por una primera porción terminal que forma el fondo de la preforma, la parte central del citado fondo corresponde al punto de inyección del cuerpo hueco y forma una porción (2) en saliente hacia el exterior, prolongándose el citado fondo (1f) por una segunda porción (1e) sensiblemente cilíndrica, comprendiendo el citado cuerpo hueco, además, una tercera porción (1c) que forma un gollete que se extiende desde el bebiente (1b), y que presenta un diámetro interior (D, D') superior al diámetro exterior (d) de la citada segunda porción sensiblemente cilíndrica (1e), el medio de cierre (6), una vez colocado en el gollete (1c) de la preforma, está en contacto con la pared interna del gollete (1c) en una zona de estanqueidad circunferencial interna (E), caracterizado porque la zona de estanqueidad interna (E) presenta un límite superior situado a una distancia d1 del bebiente (1b) de la preforma, y un límite inferior situado a una distancia d2 del bebiente (1b) de la preforma, estando comprendida la distancia d1 entre 5 mm y 10 mm, y siendo la distancia d2 inferior a 15 mm, y porque la geometría y las dimensiones del fondo (1f) de la preforma están adaptadas con respecto a la geometría y a las dimensiones del gollete (1c) de tal modo que, en la zona de estanqueidad interna (E) del gollete (1c), subsiste una zona circunferencial protegida (E') que no puede estar en contacto con el punto de inyección (2) en saliente de otra preforma idéntica (1').

2. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el punto de inyección (2) de la preforma presenta una dureza superior a la dureza de la pared interna del gollete (1e) de la preforma a nivel, al menos, de la zona de estanqueidad (E).

3. Conjunto de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque está realizado en un material termoplástico apto para cristalizar.

4. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado porque la preforma es de PET o está realizada a partir de un material termoplástico que comprende PET.