ES2444788T3

ES2444788T3 - Método de fabricación de un envase con asa de conexión integral múltiple

Info

Publication number: ES2444788T3
Application number: ES98960896T
Authority: ES
Inventors: Glenn Robert Beale
Original assignee: SANGRAAL EUROP Pty Ltd; SANGRAAL EUROPE Pty Ltd; B&R Industries Pty Ltd
Current assignee: SANGRAAL EUROP Pty Ltd; SANGRAAL EUROPE Pty Ltd; B&R Industries Pty Ltd
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: AU1650399A; EP1069977B1; AU712050B3; NZ505840A; WO1999030883A1; US6789689B1; EP1069977A4; AU774710B2; EP1069977A1

Abstract

Un método de formación de un envase (201, 312) dotado de un asa integral (202), comprendiendo dichométodo: (a) formar una preforma (207, 301) dotada de una porción de cuello (302) y una porción expandible (303)debajo de la porción de cuello (302); teniendo la preforma (207, 301) al menos un bucle (304) de materialplástico orientable; siendo el material el mismo material que una pared (305) de la preforma (207, 301);estando el bucle (304) conectado integralmente tanto en un primer extremo (306) como en un segundoextremo (308) a una primera ubicación (307) y a una segunda ubicación (309) separada respectivas en lapreforma (207, 301); el bucle (304) está integralmente conectado en el primer extremo (306) a la primeraubicación (307) prevista en la pared (305) y que forma parte de la misma, y el segundo extremo (308) estáintegralmente conectado en la pared (305) en la segunda ubicación (309), y (b) proteger de una manera controlable las porciones de vástago/bucle de la preforma (207, 301) durante elpaso a través de un túnel calefactor y (c) proteger selectivamente la región de la pared (305) de la preforma que se extiende entre y debajo delvástago/bucle (304) en toda la preforma (207, 301) inmediatamente antes de su inserción en una cavidadde molde para una segunda etapa de moldeo por soplado en fases, (d) llevar a cabo una operación de moldeo por soplado en la preforma (207, 301) para expandir la porciónexpandible (303) para formar un cuerpo del envase (201, 312).

Description

Método de fabricación de un envase con asa de conexión integral múltiple

Introducción

La presente invención versa acerca de un método de fabricación de un envase con un asa conectada integralmente en al menos dos puntos separados.

Antecedentes de la invención

Se han hecho intentos por incorporar asas integrales en envases moldeados por inyección-soplado de PET y similares; véase, por ejemplo, el documento US 4.629.598, de Thompson, transferido a Tri-Tech Systems International, Inc. En la Fig. 1 se ilustra el macarrón o preforma a partir del que se producen las botellas dotadas de asa del documento US 4.629.598. Hasta la fecha, sin embargo, las tentativas de producir una versión práctica producida en serie de esta disposición no han tenido éxito. En su lugar, lo mejor que parece haberse realizado en la práctica comercial es una disposición por medio de la cual los envases soplados se disponen para que acepten un asa de quita y pon o a presión en una etapa de producción separada después de que se forme el propio envase. Véanse, por ejemplo, los documentos W082/02371 y W082/02370, ambos de Thompson.

El moldeo por inyección-soplado con estiramiento es un procedimiento en el que el macarrón es estirado tanto axial como radialmente, resultando en una orientación biaxial.

La orientación biaxial proporciona mayor resistencia a la tracción (carga superior), menos permeabilidad debido al alineamiento más apretado de las moléculas, e impacto ante caídas, claridad y ligereza del envase superiores.

No todos los termoplásticos pueden ser orientados. Los termoplásticos fundamentales usados son tereftalato de polietileno (PET), poliacrilonitrilo (PAN), cloruro de polivinilo (PVC) y polipropileno (PP). El PET es, con mucho, el material de mayor volumen, seguido por el PVC, el PP y el PAN.

Los materiales amorfos, por ejemplo el PET, con un amplio intervalo de termoplasticidad son más fáciles de ser estirados por soplado que los tipos parcialmente cristalinos, tales como el PP. Las temperaturas aproximadas de fusión y estiramiento para producir propiedades máximas de envase son:

Material Fusión, grados C Estiramiento, grados C

PET 280 107

PVC 180 120

PAN 210 120

PP 240 160

Hay básicamente dos tipos de procedimientos de moldeo por soplado con estiramiento: 1) de una sola fase, en la que las preformas son fabricadas y las botellas son sopladas en la misma máquina, y 2) de dos fases, en las que las preformas son fabricadas en una máquina y sopladas después en otra máquina.

El utillaje de fase única es capaz de procesar PVC, PET y PP. Una vez que se forma el macarrón (ya sea mediante moldeo por extrusión o por inyección), pasa a través de estaciones de acondicionamiento que lo llevan a la debida temperatura de orientación. El sistema de fase única permite que el procedimiento avance en una sola máquina desde la materia prima hasta el producto acabado, pero, dado que el utillaje no puede cambiarse fácilmente, el procedimiento es más apropiado para aplicaciones dedicadas y volúmenes bajos.

Lo más común es que los envases de PVC orientado sean fabricados en máquinas de una sola fase de tipo extrusión. El macarrón es extrudido en unidades de cabezal simple o doble. El acondicionamiento de temperaturas, el estiramiento y la formación de la rosca se realizan de varias maneras, dependiendo del diseño de la máquina. Muchos de los procedimientos actualmente en uso están patentados.

Muchos envases de PET orientado se producen en máquinas de una sola fase. En primer lugar, las preformas son moldeadas por inyección, luego son transferidas a una estación de acondicionamiento de la temperatura, luego a la operación de moldeo por soplado, en la que las preformas son estiradas por soplado formando botellas, y, por último, a una estación eyectora.

Con el procedimiento en dos fases pueden optimizarse los parámetros de procesamiento tanto para la fabricación de la preforma como para el soplado de la botella. Un elaborador no tiene que hacer compromisos en el diseño y el peso de las preformas, en las tasas de producción y en la calidad de las botellas como en el caso del utillaje de una sola fase. Puede fabricar las preformas o comprarlas. Y si decide fabricarlas, puede hacerlo en una o más ubicaciones adecuadas para su mercado. Hay disponibles tanto máquinas de alta producción como máquinas de baja producción. Hasta ahora generalmente se han usado máquinas de dos fases de tipo extrusión para fabricar botellas de PP orientado. En un procedimiento típico, las preformas son extrudidas nuevamente, enfriadas, cortadas a la medida, recalentadas, estiradas mientras se recorta el acabado del cuello, y eyectadas.

El documento US 4311246 da a conocer un método de producción de un envase que tiene un asa integral según las 5 etapas a) y d) de la reivindicación 1. La preforma de la Figura 6 de esa patente estadounidense muestra un bucle de material conectado en dos puntos en el cuerpo de la preforma.

Es un objeto de la presente invención producir un envase práctico fácilmente implementable moldeado por inyección-soplado con estiramiento fabricado de un material de preforma de plásticos orientables que incorpora un asa en forma de bucle unida a la preforma en al menos dos puntos.

10 Compendio de la invención

La invención está definida por las reivindicaciones. Según la reivindicación 1, la invención versa sobre un método de formación de un envase dotado de un asa integral, comprendiendo dicho método:

a) formar una preforma dotada de una porción de cuello y una porción expandible debajo de la porción de cuello; teniendo la preforma al menos un bucle de material plástico orientable; siendo el material el mismo

15 material que una pared de la preforma; estando el bucle conectado integralmente tanto en un primer extremo como en un segundo extremo a una primera ubicación y a una segunda ubicación separada respectivas en la preforma; el bucle está integralmente conectado en el primer extremo a la primera ubicación prevista en la pared y que forma parte de la misma, y el segundo extremo está integralmente conectado en la pared en la segunda ubicación, y

20 b) proteger de una manera controlable las porciones de vástago/bucle de la preforma durante el paso a través de un túnel calefactor y

c) proteger selectivamente la región de la pared de la preforma que se extiende entre y debajo del vástago/bucle en toda la preforma inmediatamente antes de su inserción en una cavidad de molde para una segunda etapa de moldeo por soplado en fases,

25 d) llevar a cabo una operación de moldeo por soplado en la preforma para expandir la porción expandible para formar un cuerpo del envase.

Se proporciona un método de producción como un procedimiento en dos etapas de un envase de PET con asa integral a partir de una preforma que tiene al menos un bucle de material plástico orientable integralmente conectado tanto en un primer extremo como en un segundo extremo a una primera ubicación y a una segunda ubicación

30 separada respectivas en dicha preforma; incluyendo dicho método la etapa de proteger dicho bucle de dicha preforma durante el precalentamiento de dicha preforma preparatorio para una etapa de moldeo por soplado con estiramiento.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirán realizaciones, a título de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

35 la Fig. 1 es una vista lateral de un macarrón de la técnica anterior;

la Fig. 2 es una vista lateral de un macarrón que no forma parte de la presente invención;

la Fig. 3 es una vista en alzado lateral parcial de un envase de PET moldeado por soplado formado a partir de una preforma;

la Fig. 4 ilustra las etapas de formación de un macarrón;

40 la Fig. 5A es una vista lateral de una preforma;

la Fig. 5B es una vista lateral de un envase formado a partir de la preforma de la Fig. 5A;

la Fig. 6 es una vista lateral de un troquel en la posición abierta para la fabricación de una preforma;

la Fig. 7 es el troquel de la Fig. 6 en la posición cerrada;

la Fig. 8 es una vista lateral del troquel de las Figuras 6 y 7 que muestra el vástago de la preforma situada 45 en el mismo;

la Fig. 9 es una vista desde arriba de una máquina de moldeo de inyección-soplado en dos fases adaptada para recibir preformas y orientarlas biaxialmente al soplarlas;

la Fig. 10 es una vista en corte lateral de un mecanismo de elevación, descenso y rotación para cubiertas de asa para su uso con la máquina de la Fig. 9;

la Fig. 11 es una vista alternativa en corte lateral del mecanismo de la Fig. 10; la Fig. 12 es una vista ampliada en corte lateral de la máquina de la Fig. 9 que muestra una preforma con la cubierta del asa bajada sobre la porción de asa de la misma;

la Fig. 13A, B ilustra vistas en corte lateral primera y segunda de una preforma adaptada para su carga en la máquina de la Fig. 9;

la Fig. 14 es una vista en perspectiva de la preforma de la Fig. 13; la Fig. 15 es una vista en perspectiva de un envase soplado a partir de la preforma de la Fig. 14 en la máquina de la Fig. 9;

la Fig. 16 es una vista en planta de un semimolde adaptado para soplar preformas en la máquina de la Fig.

9; la Fig. 17 es una vista desde arriba del molde de la Fig. 16 con una preforma insertada en el mismo, lista para ser soplada en la máquina de la Fig. 9;

la Fig. 18 es una vista desde abajo de la Fig. 17 con los dos semimoldes en relación enfrentada;

la Fig. 19 es una vista adicional desde abajo de la Fig. 17 que muestra la preforma en la posición de la Fig. 17; la Fig. 20 es una vista en corte a través del semimolde de la Fig. 16; la Fig. 21 es una vista en corte a través del molde de la Fig. 16; la Fig. 22 es una vista lateral del envase de la Fig. 15 soplado en el molde de la Fig. 19 a partir de una

preforma según se ilustra en las Figuras 13 y 14;

la Fig. 23 es una vista en corte lateral en detalle de la porción del cuello y superior del asa del envase de la Fig. 22; la Fig. 24 es una vista lateral de una preforma que incorpora una primera región ampliada no expandible; la Fig. 25 es una vista lateral alternativa de la preforma de la Fig. 24; la Fig. 26 es una vista lateral de un envase soplado a partir de la preforma de la Fig. 24 en la máquina de la

Fig. 9; la Fig. 27 es una vista en perspectiva de la preforma de la Fig. 24; la Fig. 28 es una vista en perspectiva del envase de la Fig. 26; la Fig. 29 es una vista lateral de una preforma que no forma parte de la invención que incorpora una

primera zona alargada o ampliada no expandible y adaptada para ser soplada en la máquina de la Fig. 9;

la Fig. 30 es una vista lateral de un envase soplado a partir de la preforma de la Fig. 29 en la máquina de la Fig. 9; la Fig. 31 es una vista en planta de un semimolde para soplar la preforma de la Fig. 24; la Fig. 32 es una vista en planta del semimolde de la Fig. 31 con la preforma de la Fig. 24 insertada en el

mismo, lista para ser soplada en la máquina de la Fig. 9; la Fig. 33 es una vista en corte lateral de un envase soplado en el molde de la Fig. 32; la Fig. 34 es una vista detallada en corte lateral de la porción del cuello y superior del asa del envase de la

Fig. 33;

la Fig. 35 es una primera vista en perspectiva de un envase particularmente adaptado para resistir presiones internas elevadas; la Fig. 36 es una segunda vista en perspectiva del envase de la Fig. 35; la Fig. 37 es una primera vista lateral del envase de la Fig. 35;

la Fig. 38 es una segunda vista lateral del envase de la Fig. 35; la Fig. 39 es una vista en planta del envase de la Fig. 35; la Fig. 40 es una vista lateral de una preforma a partir de la cual puede soplarse el envase de la Fig. 35; la Fig. 41 es una vista en perspectiva de la preforma de la Fig. 40; la Fig. 42 es una vista en perspectiva de un envase con un asa conectada por tirante; la Fig. 43 es una vista lateral de una preforma a partir de la cual puede soplarse el envase de la Fig. 42; la Fig. 44 es una vista en corte lateral de una preforma que tiene un asa de conexión integral múltiple según

una realización de la invención; la Fig. 45 es una vista en corte lateral del envase resultante soplado a partir de la preforma de la Fig. 44; la Fig. 46 es una vista en corte lateral de una realización alternativa de un envase que tiene un asa de

conexión integral múltiple;

la Fig. 47 es una vista en corte lateral de una preforma que tiene un asa de conexión integral múltiple según una realización adicional de la invención; la Fig. 48 es una vista en corte lateral de una preforma que tiene un asa de conexión integral múltiple según

una realización adicional de la invención; la Fig. 49 es una vista en perspectiva de la preforma de la Fig. 48; la Fig. 50 es una vista en perspectiva de un envase soplado a partir de la preforma de la Fig. 48; la Fig. 51 es una vista desde arriba del envase de la Fig. 50; y la Fig. 52 es una vista desde abajo del envase de la Fig. 50.

Descripción detallada de los dibujos

La Fig. 1 ilustra una preforma o macarrón de la técnica anterior a modo de introducción.

Las Figuras 2 a 41 ilustran preformas y envases resultantes y métodos de fabricación de los mismos y maquinaria para la fabricación de los mismos que incluyen la conexión integral múltiple del vástago o el bucle del asa en el envase resultante.

En esta memoria las expresiones “conexión integral” o “conectada integralmente” significan una conexión entre el asa y la preforma (y, subsiguientemente, la correspondiente conexión en el envase soplado a partir de la preforma) que está fabricada del mismo material que el asa y la preforma y está formada como parte inherente de la preforma y a la vez que se da forma a esta.

Todas las realizaciones están producidas en un procedimiento en dos fases.

El procedimiento en dos fases es el método de menor coste para producir envases de PET orientado. El procedimiento en dos fases, que proporciona moldeo de la preforma por inyección y luego su envío a ubicaciones de moldeo por soplado, permite que haya empresas que se conviertan en productoras de preformas y que las vendan a productores de moldeo por soplado. Así, las empresas que deseen entrar en el mercado con envases de PET orientado pueden minimizar sus requisitos de capital. El moldeo por soplado con estiramiento en dos fases también puede usarse para la producción de envases de PVC orientado. El diseño de las preformas y su relación con el envase final siguen siendo el factor más crítico. Las debidas relaciones de estiramiento en las direcciones axial y del aro son importantes si se quiere que el recipiente envase debidamente el producto para el que está previsto.

Las relaciones ejemplares son las siguientes:

Material: Relaciones de estiramiento Temp. de orientación en grad. C

PET: 16/1 91-116

PVC: 7/1 99-116

PAN: 9/1 104-127

PP: 6/1 127-138

5

En la Fig. 3 se muestra un envase 10. Incluye un cuello 11 y una porción expandida 12.

El cuello 11 tiene una porción roscada 13 y un anillo 14 de retención. Moldeado integralmente con el anillo 14 hay un vástago 15 que tiene una primera porción 15a que se extiende hacia fuera del anillo 14 y una segunda porción 15b inclinada de tal manera con respecto a la primera porción 15a que es casi paralela al eje vertical del envase 10. En este caso, la primera porción 15a delimita un ángulo ligeramente mayor de 45° con respecto a la pared 20 y la segunda porción subtiende un ángulo de aproximadamente 20° con respecto a la pared 20.

La forma particular del vástago 15 se selecciona de modo que, cuando se forme como un asa, pueda ser agarrada por los dedos de la mano humana.

El vástago 15 termina en un extremo 16 de vástago que generalmente está orientado hacia abajo en la dirección general del extremo cerrado del envase 10.

En este caso, el vástago 15 es de sección transversal con forma de I para combatir los efectos no deseados que surgen en la unión 17 del vástago 15 con el anillo 14, o cerca de la misma, tras una operación de soplado en la preforma 10.

Estos efectos no deseados incluyen, en particular, efectos de fatiga e inclusiones de aire resultantes de un enfriamiento no uniforme en volúmenes de la preforma de sección transversal diferente.

En esta disposición, la preforma está fabricada de PET y se prepara utilizando un molde calefactado.

Para producir el envase 10, puede colocarse el macarrón o preforma 26 (véase la Fig. 2) en una máquina de moldeo por soplado (no mostrada) y ser moldeado por soplado según técnicas de moldeo por soplado con orientación biaxial, manteniéndose el cuello 11 en un molde de tal modo que no se expanda. Inicialmente, la porción expandible de la preforma por debajo del cuello puede ser estirada mecánicamente hacia abajo hasta el fondo del molde y luego el grueso de la preforma puede ser soplado hacia fuera mediante la aplicación de aire comprimido hasta el grado en que se forme una porción 18 de soporte en torno al extremo 16 del vástago, de modo que se forme un área cerrada 19 entre la pared 20 del envase y el vástago 15 en el procedimiento de la formación mediante moldeo por soplado del envase 10.

De forma particular, el área cerrada 19 es de suficiente área en corte transversal para permitir que se inserten a través de la misma al menos dos dedos de una mano humana y agarren el asa 15 para soportar el envase 10.

La operación de moldeo por soplado se lleva a cabo de tal modo que proporcione una botella o envase que tenga una resistencia óptima logrando una orientación biaxial de las moléculas del material de PET preferido, así como propiedades barrera mejoradas para reducir la oxidación.

El cuello 11 y el asa 15 pueden cristalizar calentando en exceso esas partes de la preforma. La cristalización del asa aumenta su rigidez, lo que contribuye a la orientación de la preforma y permite el uso de menos material.

La cristalización del cuello y el asa puede llevarse a cabo haciendo correr aceite caliente sobre el cuello y el asa, aplicando una llama abierta o insuflando aire caliente.

La ubicación del asa 15 en el anillo 14 garantiza que haya una interferencia mínima al procedimiento de moldeo por soplado aplicado al resto de la preforma. Puede usarse un procedimiento de una fase o de dos fases.

Descripción detallada de realizaciones que no forman parte de la invención

La Fig. 1 ilustra la preforma o macarrón 21 de la técnica anterior del documento US 4.629.598. El concepto de esta divulgación de la técnica anterior es formar una porción de asa 23 a partir del anillo de retención de la porción no expandible 22 del macarrón 21.

La Fig. 2 está modificada en varios sentidos.

Los insertos 2A, 2B y 2C muestran porciones bulbosas 27 que forman parte del extremo 16 del vástago con forma, respectivamente, de un gancho 24a que se extiende hacia abajo, de un bulbo 24b y de un gancho 24c que se extiende hacia arriba.

Estas porciones tienen en común una forma que está adaptada a acoplarse mecánicamente con una porción soplada del envase 10 que está adaptada para rodear la porción bulbosa 27.

El procedimiento por medio del cual se efectúa el soplado de la segunda etapa de la porción expandible 12 del macarrón 26 para rodear la porción bulbosa 27 del extremo 16 del vástago es un procedimiento de estiramiento por soplado de orientación biaxial.

Con referencia a la Fig. 4, se ilustra un método particular de fabricación de la preforma o macarrón 26. Incluye un procedimiento en dos fases para la formación del macarrón por medio de un procedimiento de moldeo por inyección. 6 5

En la fase 1 una primera entrada 28 al molde de inyección permite la entrada de material plástico para la formación de la porción expandida 12 del macarrón 26 (expandido en la fase de moldeo por soplado de formación del envase, con referencia a la Fig. 3).

En una segunda fase del procedimiento de moldeo por inyección para la formación del macarrón 26, una segunda entrada 29 al molde de inyección permite la entrada de material plástico para la formación de la porción no expandible 25 del macarrón 26.

La disposición de inyección en dos fases es tal que pueden inyectarse diferentes materiales plásticos a través de la primera entrada 28 al molde de inyección y la segunda entrada 29 al molde de inyección.

De forma particular, el material plástico inyectado en la primera entrada 28 al molde de inyección es material plástico no reciclado o sustancialmente no reciclado, mientras que el material plástico inyectado en la segunda entrada 29 al molde de inyección es material plástico reciclado o al menos parcialmente reciclado.

Esta disposición permite el uso controlado de proporciones de material plástico reciclado y no reciclado para lograr una economía óptima en la construcción del macarrón 26.

En una modificación de esta disposición, la etapa de la fase 2 puede incluir la producción de dos paredes en la porción no expandible 25 que comprenden una pared interna 51 y una pared externa 52. La pared interna 51 está fabricada de material de PET virgen o no contaminado y actúa como una barrera aislante con respecto a la pared 52, que puede estar fabricada de material reciclado 52. Esta disposición de doble pared puede producirse mediante el uso de una disposición de núcleo deslizante como una modificación en la disposición de troquel y el procedimiento descritos con referencia a las Figuras 6, 7 y 8 posteriormente en esta memoria.

Las etapas de la fase 1 y la fase 2 de la Fig. 4 pueden, por supuesto, intercambiarse en orden.

Las Figuras 5A y B ilustran, respectivamente, un macarrón y el envase resultante según una disposición adicional. Las partes semejantes se numeran como en las realizaciones anteriores.

En esta disposición, el macarrón 21 incluye un anillo 14 de retención inmediatamente por debajo del cual hay una primera región no expandible 30 y una segunda región no expandible 31. La propia primera región no expandible 30 puede estar formada para estar ligeramente elevada o diferenciada de otro modo de la porción expandible del macarrón 21. La segunda región no expandible 31 puede no estar diferenciada de la porción expandible del macarrón 21, pero, en uso, la operación de soplado será tal que garantice que la segunda región no expandible 31 no se expanda en el procedimiento de soplado.

En este caso, el vástago 15 incluye una primera nervadura 32 moldeada integralmente con el anillo 14 de retención y extendida desde el mismo. El vástago 15 también incluye una segunda nervadura 33 moldeada integralmente con la segunda región no expandible 31 y extendida desde la misma. El vástago 15 incluye, además, un conector 34 de nervaduras moldeado con la primera región no expandible 30 y extendido desde la misma y que forma una conexión continua entre la primera nervadura 32 y la segunda nervadura 33 en toda la longitud del vástago 15.

El macarrón 36 de la Fig. 5A es soplado entonces de la manera anteriormente descrita para formar el volumen 35 del envase 37 ilustrado en la Fig. 5B. La porción de cuello, que incluye el vástago 15, el anillo 14, la primera región no expandible 30 y la segunda región no expandible 31, queda sin expandir mientras que la porción expandible 36 del macarrón 36 es estirada biaxialmente para formar el volumen principal 35 del envase 37. El extremo 16 del vástago puede incluir las porciones bulbosas según las realizaciones descritas anteriormente para la conexión al envase 37 o, alternativamente o además, puede incluir la aplicación de un material adhesivo mediante el cual se forme una unión química entre el extremo 16 del vástago y la pared del envase 37 mediante el uso de un intermediario químico.

En una modificación de la disposición de la Fig. 5A y la Fig. 5B, la primera región no expandible 30 y la segunda región no expandible 31 pueden formar parte de una sola región no expandible.

En otra modificación adicional, la segunda región no expandible 31 puede estar situada en la zona de transición de temperatura del envase y en la que puede tener lugar una expansión menor durante la etapa de moldeo por soplado.

En otra modificación adicional, tanto la primera región no expandible 30 como la segunda región no expandible 31 pueden estar situadas en la zona de transición de temperatura inmediatamente por debajo del anillo 14 de retención y, de nuevo, puede tener lugar una expansión menor de estas regiones durante el soplado.

Con respecto a las dos últimas variaciones descritas, se aprovecha la observación de que la expansión en la zona de transición de temperatura puede limitarse mediante un diseño apropiado del molde y un control del proceso mediante el cual pueden controlarse los efectos no deseados de distorsión causados por la interconexión rígida de esta zona 30, 31 de transición de temperatura, a través de la segunda nervadura 33 y el conector 34 de nervaduras, con el anillo 14 (u otra porción no expandible del cuello 11).

En uso, las preformas y los envases soplados a partir de las mismas pueden fabricarse como sigue:

Se crea una preforma a partir de material plástico orientable, preferentemente PET o material similar en un procedimiento de moldeo por inyección. En las Figuras 6, 7 y 8 se ilustran troqueles deslizables que incluyen un núcleo deslizante 40, bloques deslizantes 41, un cuerpo 42, una base 43, un bloque empujador 44 y un soporte escindido 45. La Fig. 6 ilustra el troquel en la posición abierta, la Fig. 7 ilustra el troquel en la posición cerrada y la Fig. 8 ilustra una vista lateral que muestra la colocación del vástago 14.

Subsiguientemente, se hace pasar a las preformas completadas en una etapa segunda y preferentemente separada a una máquina de moldeo por soplado con estiramiento en la que las preformas son recalentadas en primer lugar hasta la temperatura de transición apropiada (remitirse a la introducción). Las porciones no expandibles de la preforma, que incluyen el anillo 14 de retención y el vástago 15, son protegidas sustancialmente del procedimiento de recalentamiento por medio de una protección apropiada. En la mayoría de los casos, es probable que haya una zona de transición de la temperatura en la región 30, 31 descrita con referencia a las Figuras 5A, 5B.

La preforma recalentada es puesta acto seguido en un molde y estirada biaxialmente, y la porción expandible es soplada hasta alcanzar el tamaño pleno utilizando procedimientos conocidos en la técnica. Durante este procedimiento, la preforma está apoyada en el cuello 14 y también puede estar apoyada en el vástago 15. El vástago 15 no participa del procedimiento de soplado, aunque su extremo 16 de vástago puede estar rodeado parcialmente por una pared externa del envase soplado.

Descripción detallada de métodos de fabricación que incorporan máquinas modificadas de moldeo por soplado con estirado de dos fases

La Fig. 9 ilustra una máquina modificada 110 de moldeo por soplado con estirado de dos fases adaptada para el moldeo por soplado con estirado (incluyendo la orientación biaxial) de las preformas de las realizaciones anteriores y las preformas de realizaciones adicionales que van a ser descritas más abajo con referencia a figuras posteriores.

La máquina 110 comprende un primer carrusel 111 adaptado para recibir preformas 112 con asa integral procedentes de la rampa inclinada 113 en las aberturas 114 separadas en torno a la periferia del mismo.

A medida que el primer carrusel 111 gira, mueve las preformas 112, por medio de las aberturas 114, de la rampa 113 a la posición de carga de un segundo carrusel, en la que la preforma 112 es transferida a un husillo 115 montado cerca de la periferia del segundo carrusel 116.

Se dispone un sector de aproximadamente 270° del segundo carrusel 116 como un túnel 117 de precalentamiento en el que las preformas 112 son calentadas progresivamente por un banco calefactor montado en relación opuesta a la vía del recorrido de las preformas.

Las preformas 112 adecuadamente precalentadas se cargan consecutivamente en las aberturas 119 de un tercer carrusel 120, que actúa como un mecanismo de transferencia para, a la vez, orientar adecuadamente las preformas 112 en torno a sus ejes longitudinales y presentarlas a la cavidad 121 del molde, que comprende la primer mitad 122 del molde y la segunda mitad 123 del molde.

Debería hacerse notar que, durante su tiempo en el túnel 117 de precalentamiento, las preformas 112 son giradas en torno a su eje longitudinal por los husillos 115 y se monta un protector 124 de asa sobre el vástago de la preforma, que subsiguientemente forma un asa para el envase soplado 125. Los detalles de la rotación de los husillos 115 y la protección del vástago de la preforma se presentan más completamente con referencia a las Figuras 10, 11 y 12.

Las cavidades 121 de molde están montadas en la periferia de un cuarto carrusel 126. Durante su desplazamiento por un sector de aproximadamente 270°, los semimoldes 122, 123 giran hasta una posición cerrada en torno a su eje 127 y, mientras están cerrados, la preforma 112 encerrada en los mismos es soplada y estirada biaxialmente de la manera conocida para producir un envase soplado 125 con asa integral. Este envase 125 es eyectado, según se ilustra, cuando los semimoldes se abren en preparación para recibir una nueva preforma precalentada 112.

Con referencia a la Fig. 10, se muestra un detalle adicional de los husillos 115 y de los protectores 124 de asa y su forma de operación sobre las preformas 112 y en relación con las mismas mientras pasan a través del túnel 117 de precalentamiento sobre el segundo carrusel 116.

La transmisión 128 por correa hace girar a los husillos 15 para, en una realización, hacer girar a las preformas 112 en aproximadamente cuatro rotaciones axiales completas durante su paso por el túnel 117 de precalentamiento.

Mientras están en el túnel 117 de precalentamiento, se hace descender un protector 124 de asa sobre el extremo libre 129 del vástago 130 del asa para proteger por completo el vástago 130 del asa, según se ve con mayor detalle de forma óptima en la Fig. 12.

El protector 124, de forma preferente, es cilíndrico, salvo por una boca abierta acanalada 131 vista de forma óptima en la Fig. 12. La boca acanalada 131 contribuye a garantizar una protección máxima del vástago 130 del asa y también contribuye a guiar a la protección 124 sobre el extremo libre 129 del vástago 130.

La elevación y el descenso del protector 124 se efectúan a través de un vástago 132 de soporte del protector que está suspendido de un empujador 133 de leva adaptado para desplazarse sobre la leva 134.

La transmisión 135 por correa hace girar a los propios vástagos 132 para que sigan la rotación de los husillos 115. Según se ve de forma óptima en la vista de frente de la Fig. 11, el vástago 132 de soporte del protector está descentrado con respecto al vástago 136 del empujador de leva debido a que está montado cerca de la periferia de una plancha 137.

A medida que el empujador 133 de leva sube por la leva 134, tira consigo del protector 124 de asa hacia arriba debido a la unión articulada que comprende el vástago 132 de soporte del protector, la plancha 137 y el vástago 136 del empujador de leva.

El vástago 136 del empujador de leva puede comprender una disposición telescópica que permita la rotación axial relativa entre dos partes telescópicas componentes del mismo.

El protector 124 de asa puede comprender formas alternativas distintas de la cilíndrica; por ejemplo, es posible una sección transversal ovalada, aunque se prefiere la disposición cilíndrica que tiene una sección transversal circular.

El protector 124 de asa está fabricado preferentemente de material aislante tal como un material cerámico y está cubierto en su superficie exterior 138, en una versión preferente, con un material reflectante del calor que, idealmente, sea también reflectante de la luz.

En uso, la superficie reflectante 138 hace que la luz y el calor que emanan del banco calefactor 118 se reflejen en la misma, con lo que se realizan dos funciones. La primera función implica proteger del calor al vástago 130 del asa. La segunda función es reflejar el calor y la luz en la dirección de la porción de la preforma más próxima al vástago 130 del asa para que sea calentada uniformemente y tienda a no quedar ensombrecida por el vástago 130.

De una forma particular, los protectores 124 de asa pueden ser enfriados por un chorro de aire o de nitrógeno (no mostrado) dirigido a ellos mientras están elevados apartados de la preforma 112. Esto contribuirá a evitar que el calor producido por irradiación y/o convección se acumule en la cavidad 139 del protector 124.

Las Figuras 13-23 ilustran detalles de una preforma, un molde y un envase soplado a partir de aquella y en este por la máquina de la Fig. 9. Con referencia a la Fig. 13, en una versión preferente, la dimensión A es mayor que la dimensión B, dificultando con ello que las preformas se enreden antes de su carga en la rampa 113.

Se observará que, en esta versión, el extremo superior del asa está situado cerca del anillo de retención. También se notará que el vástago de la preforma que subsiguientemente constituye el asa del envase soplado está completamente soportado dentro del semimolde durante todo el procedimiento de soplado. En cambio, las paredes del envase que incluyen porciones de la pared del envase periféricamente opuestas al extremo superior del vástago del asa están libres de ser sopladas dentro de las limitaciones del molde.

Con referencia a las Figuras 24-34, se ilustra una segunda versión de una preforma, un molde y el envase soplado resultante, en el que la primera región no expandible 30 es relativamente larga en la dirección axial, incluyendo una porción 140 que se extiende desde el anillo 141 de retención bajando hasta y alrededor de al menos una porción superior de la conexión del vástago 130 del asa, formando con ello una unión del extremo superior del vástago 130 del asa con el anillo 141 de retención (vista de forma óptima en la Fig. 24).

En esta versión hay al menos una expansión parcial de porciones de pared de la preforma situadas periféricamente alejadas de la unión del vástago 130 del asa con la preforma 112 (vista de forma óptima en las Figuras 32 y 34). Esta expansión no es tan grande, relativamente, como la expansión biaxial que ocurre debajo de las regiones no expandibles primera y segunda 30, 31. Sin embargo, puede ser significativa a la hora de proporcionar fuerza y resistencia a la permeabilidad a los gases en al menos la segunda región no expandible 31, si no en la región no expandible 30.

Envase resistente a presiones internas

Con referencia a las Figuras 35 a 39, se muestra un envase 150 que incorpora un asa integral 151 que se sopla biaxialmente a partir de la preforma 152 ilustrada en las Figuras 40 y 41.

En este caso, como quizá se ve de forma óptima en la Fig. 36, el envase soplado 150 incluye una región 153 de discontinuidad. En este caso, la región 153 de discontinuidad se extiende por toda la circunferencia del envase 150.

Según se ve de forma óptima en la Fig. 38, la región 153 de discontinuidad se encuentra en un plano que subtiende un ángulo agudo alfa con un plano horizontal XX.

El plano de la región 153 de discontinuidad está orientado de modo que el punto en el que pasa más cerca del asa integral 151 se encuentra entre el primer extremo 154 y el segundo extremo 155 del asa 151.

En este caso, la parte de la región 153 de discontinuidad situada más alejada del asa 151 se encuentra en el plano XX que pasa a través de la región 156 de unión, o cerca de la misma, donde el segundo extremo 155 del asa 151 se une al envase 150.

La región 153 de discontinuidad está formada por un cambio sustancial en la dirección de la pared del envase 150, quizá vista de forma óptima en la Fig. 35, en la que la primera tangente 157 a la porción superior 158 de pared se cruza con la segunda tangente 159 a la porción inferior 160 de pared del envase 150 con un ángulo obtuso beta, formando con ello una porción de la región 153 de discontinuidad.

Esta región 153 de discontinuidad imparte resistencia adicional a las paredes del envase, para resistir con ello la deformación, particularmente de presiones internas que pueden surgir cuando el envase está sellado, por ejemplo cuando el envase contiene una bebida gaseosa.

Para contribuir a la creación de la región 153 de discontinuidad, la preforma 152 a partir de la cual se sopla biaxialmente el envase 150 incluye perfiles de diferente grosor de pared, en este caso en la forma de un primer perfil 161 de pared, un segundo perfil 162 de pared y un tercer perfil 163 de pared, separados entre sí por la primera zona 164 de transición y la segunda zona 165 de transición, según se ve de forma óptima en la Fig. 40.

Se observará que el grosor de pared del tercer perfil 163 de pared es mayor que el grosor de pared del segundo perfil 162 de pared, el cual, a su vez, es mayor que el grosor de pared del primer perfil 161 de pared.

El segundo extremo 155 del asa 151 se une al envase durante una segunda operación de soplado biaxial por deformación y rodeo en torno al segundo extremo 155. El segundo extremo 155 puede incluir una porción bulbosa, inclusive una porción bulbosa de los tipos ilustrados en la Fig. 2.

La preforma 152 puede fabricarse de materiales de PET en una operación de moldeo por inyección según se ha descrito anteriormente en esta memoria.

Acto seguido, se sopla la preforma 152 como una operación de segunda fase en una máquina de moldeo por soplado con estiramiento para que sus paredes se conformen a las superficies internas de un molde, según se describe anteriormente también en esta memoria.

Asa conectada a un soporte

Con referencia a la Fig. 42 y la Fig. 43, se ilustra una versión alternativa del envase y la preforma a partir de la cual se construye, que comprende una forma rudimentaria de la disposición del asa de conexión integral múltiple de la invención.

Con referencia a la Fig. 42, el envase 201 incluye un asa integral 202, según se ha descrito y construido anteriormente, salvo en que la conexión con el extremo inferior del envase 201 se forma como una conexión integral mediante un soporte 203 que se extiende desde un borde inferior 204 de una parte ancha del asa 202 descendiendo hasta una porción circunferencial media 205 de un envase 201, punto en el que está conectado integralmente al mismo. El borde inferior 204 de la parte ancha del asa 202 incluye una porción 206 de rellano que meramente reposa en la superficie del envase 201 en este punto en vez de estar conectada integralmente al mismo o conectada de otra forma al mismo en este punto.

En la Fig. 43 se ilustra una preforma 207 a partir de la cual se sopla el envase 201 de la Fig. 42. Esta preforma 207 se construye sustancialmente de la misma manera que la ilustrada en la Fig. 40, salvo en que el borde inferior 204 del asa 202 está integralmente conectado a la preforma 207 por medio del soporte 203 de la manera ilustrada en la Fig. 43.

La preforma 207 se sopla para formar el envase de la Fig. 42 utilizando el procedimiento descrito anteriormente con referencia a las Figuras 10, 11 y 12.

Preforma y envase con asa de conexión integral múltiple

Con referencia a la Fig. 44, se muestra una preforma 301 que tiene una porción de cuello 302 y una porción expandible 303 situada debajo del mismo.

En sustitución del vástago de los ejemplos anteriores de esta memoria hay un bucle 304 fabricado del mismo material que la pared 305 de la preforma 301. En este caso el bucle 403 está conectado integralmente en un primer extremo 306 a una primera ubicación 307 de la pared 305 y que forma parte de la misma.

El otro extremo del bucle 304, que es el segundo extremo 308, está conectado integralmente en la pared 305 en una segunda ubicación 309.

El bucle 403 se forma en el mismo molde en el que se moldea la preforma 301, y a la vez, de forma preferente a partir de material plástico de PET.

En este caso, y con referencia a la Fig. 47, la carga del material plástico en la región de la pared 305 extendida entre la primera ubicación 307 y la segunda ubicación 309 puede controlarse diferencialmente en función de la ubicación sobre la circunferencia de la pared 305 en esta región designada región 310 de carga diferencial en la Fig. 47.

En este caso particular hay una mayor carga de material en la región 310 inmediatamente entre la primera ubicación 307 y la segunda ubicación 309, mientras que de la región opuesta 311, situada diametralmente frente a la región 310, se quita material, según se indica con el contorno de línea discontinua.

La carga diferencial de material en función de la posición circunferencial en la pared 305 contribuye a proporcionar control sobre el grosor de la pared del envase soplado 312 ilustrado en la Fig. 45.

El envase 312 puede soplarse en un procedimiento en dos fases utilizando el aparato descrito anteriormente en esta memoria y utilizando los principios de protección también descritos.

En este ejemplo, la región 310 que se extiende entre la primera ubicación 307 y la segunda ubicación 309 permanece sustancialmente inalterada durante el procedimiento de soplado y puede ser considerada una extensión y parte de la porción de cuello 302 de la preforma 301.

La Fig. 46 ilustra una forma alternativa de construcción de un bucle 313 que, en este caso, comprende de nuevo una estructura alargada de tipo vástago que incluye nervaduras 314 de refuerzo pero que tiene, en este caso, una porción deflectable 315 que está conectada por un lado por una primera porción puente 316, al resto del bucle 313 y, por su otro extremo, por una segunda porción puente 317 integralmente a la pared 318 del envase.

En este caso, la segunda porción puente 317 es similar en estructura al soporte 203 descrito anteriormente y proporciona un elemento necesario de flexibilidad. Una primera porción puente 316 puede ser del mismo tipo de estructura y, de nuevo, ser formada integralmente a la vez que se sopla la preforma.

Se observará que, en uso, durante una segunda fase de soplado del envase 319, la pared 318 del envase a la que está integralmente conectada la segunda porción puente 317 se mueve durante el soplado y que este movimiento es facilitado por la desviación de la porción deflectable 315 del bucle 313 en torno a la primera porción puente 316 y la segunda porción puente 317.

En producción, utilizando el aparato anteriormente descrito, es posible mover material diferencialmente dentro de una porción de pared, igual que, por ejemplo, en la región 310 de carga diferencial es posible hacer que el material más cercano al interior del envase se mueva mientras se deja al material más cercano al exterior del envase esencialmente estático con respecto a la primera ubicación 307 y la segunda ubicación 309, dejando con ello la región exterior de la pared estable durante la etapa de la segunda fase de soplado.

En producción, en una máquina de dos fases, es importante contar con un túnel calefactor de suficiente anchura que permita la rotación de las preformas con la protección del vástago/bucle sobre las mismas. También es importante contar con la capacidad de proteger de manera controlable las porciones del vástago/bucle de la preforma durante su paso a través del túnel calefactor y también la capacidad de proteger selectivamente la región de la pared de la preforma que se extiende entre y debajo del vástago/bucle, proporcionando con ello un importante elemento de control sobre el perfil de calor en toda la preforma inmediatamente antes de su inserción en la cavidad del molde para la etapa de moldeo de la segunda fase de soplado.

De forma particular, la protección térmica puede unirse a un mandril y puede pasar al interior de la cavidad del molde para ser retenida en el mismo durante la etapa de la segunda fase de soplado.

Aunque se ha mostrado una única asa en las realizaciones descritas hasta ahora, se apreciará que puede proporcionarse más de un asa en un envase dado siguiendo los principios descritos en esta memoria.

Se ilustra en una vista en corte lateral una preforma 410 que, en este caso, incluye un engrosamiento simétrico de la pared 411 de la preforma 410 en la región inferior 412 que se extiende desde inmediatamente debajo del punto de conexión 413 del extremo inferior 414 del asa 415. En una segunda región intermedia 416 situada entre el punto de conexión 413 y el punto de conexión 417 del asa 415, el engrosamiento de la pared de la preforma 410 se ahúsa gradualmente desde el primer grosor T1 hasta un segundo grosor (menor) T2.

Este engrosamiento es simétrico en torno al eje longitudinal TT de la preforma 410 y da como resultado un aumento controlable en el grosor del material en el envase soplado 418 (remitirse a la Fig. 50) en la correspondiente región intermedia 416, pero también en una subregión 419 inmediatamente debajo del punto de conexión 413 del extremo inferior del asa 414. Se postula que el mayor engrosamiento del envase soplado en la región 419 es consecuencia del flujo del material desde la región intermedia 416 a través de la subregión 419 durante el procedimiento de la segunda fase del moldeo por soplado, proporcionando con ello control sobre el grosor de material de la pared en la región 419 del envase soplado 418.

Las Figuras 51 y 52 proporcionan vistas alternativas del envase soplado 418. La Fig. 51 ilustra con más claridad la porción bulbosa asimétrica 420, que está descentrada en torno al eje longitudinal TT con respecto al asa 415.

La Fig. 52 ilustra una indentación 421 con formación en estrella en la porción de la base 422 del envase 418. Comprende una indentación circular central 423 desde la que se extienden indentaciones 424 con forma de cuña en una matriz circular, según se ilustra tanto en la Fig. 50 como en la Fig. 52.

En este caso, el envase 418 también incluye indentaciones longitudinales 425 en las paredes de la región 412, según se ilustra en la Fig. 50, aumentando con ello la resistencia de las porciones sopladas de pared en esta región.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de formación de un envase (201, 312) dotado de un asa integral (202), comprendiendo dicho método:

(a) formar una preforma (207, 301) dotada de una porción de cuello (302) y una porción expandible (303)

5 debajo de la porción de cuello (302); teniendo la preforma (207, 301) al menos un bucle (304) de material plástico orientable; siendo el material el mismo material que una pared (305) de la preforma (207, 301); estando el bucle (304) conectado integralmente tanto en un primer extremo (306) como en un segundo extremo (308) a una primera ubicación (307) y a una segunda ubicación (309) separada respectivas en la preforma (207, 301); el bucle (304) está integralmente conectado en el primer extremo (306) a la primera

10 ubicación (307) prevista en la pared (305) y que forma parte de la misma, y el segundo extremo (308) está integralmente conectado en la pared (305) en la segunda ubicación (309), y

(b)

proteger de una manera controlable las porciones de vástago/bucle de la preforma (207, 301) durante el paso a través de un túnel calefactor y

(c)

proteger selectivamente la región de la pared (305) de la preforma que se extiende entre y debajo del

15 vástago/bucle (304) en toda la preforma (207, 301) inmediatamente antes de su inserción en una cavidad de molde para una segunda etapa de moldeo por soplado en fases,

(d) llevar a cabo una operación de moldeo por soplado en la preforma (207, 301) para expandir la porción expandible (303) para formar un cuerpo del envase (201, 312).
2. El método de la reivindicación 1 en el que el envase (201, 312) se forma a partir de la preforma (207, 301) en 20 una operación en dos fases.
3.

El método de la reivindicación 2 en el que el asa (202) permite que al menos dos dedos de una mano humana pasen a través de la misma.
4.

El método según una de las reivindicaciones precedentes en el que la preforma (207, 301) se forma mediante moldeo por inyección.