ES2882657T3

ES2882657T3 - Procedimiento de llenado de un recipiente polimérico

Info

Publication number: ES2882657T3
Application number: ES15910330T
Authority: ES
Inventors: Michael T Lane
Original assignee: Amcor Rigid Plastics USA LLC
Current assignee: Amcor Rigid Packaging USA LLC
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: MX2018006866A; EP3386904A4; CA3001132A1; BR112018011484A2; WO2017099703A1; US20180273367A1; EP3386904A1; US10773940B2; EP3386904B1; BR112018011484B1; CA3001132C; WO2017099703A9

Abstract

Un procedimiento de llenado de un contenedor (10) polimérico que comprende: moldear por soplado el contenedor (10) a partir de una preforma para proporcionar al contenedor con al menos una costilla (36a-e) de compresión horizontal y una base (50) con geometría restringida; llenar el contenedor (10); tapar el contenedor (10); enfriar el contenedor (10); etiquetar el contenedor (10); y aplicar una fuerza de carga superior a lo largo de un eje (A) longitudinal del contenedor (10); en el que la aplicación de la fuerza de carga superior reduce la altura total del contenedor (10), comprime las costillas (36a-e) de compresión horizontales, y aumenta la presión dentro del contenedor (10) para invertir una o más abolladuras formadas en una pared (32) lateral del contenedor (10); caracterizado porque el llenado del contenedor está configurado como una operación de llenado en caliente; la fuerza de carga superior se aplica después de enfriar el contenedor (10) y antes de etiquetar el contenedor (10); al tapar y enfriar el contenedor (10), la presión del fluido dentro del contenedor (10) desciende a partir de una presión atmosférica inicial que provoca un vacío en el contenedor (10) hasta que se alcanza un vacío máximo, hasta que se aplica la fuerza de carga superior; la aplicación de la fuerza de carga superior aumenta la presión del fluido por encima de la presión atmosférica inicial hasta una carga superior máxima, después de que se alcance la carga superior máxima y se descargue la fuerza de carga superior; al descargar la fuerza de la carga superior, la presión del fluido disminuye por debajo de la presión atmosférica inicial, hasta que se alcanza un vacío reducido de descarga final en el contenedor (10) que es menor que el vacío máximo realizado antes de aplicar la carga superior.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de llenado de un recipiente polimérico

La presente divulgación se refiere a un procedimiento para llenar un contenedor polimérico, que comprende, entre otras etapas, aplicar una fuerza de carga superior al contenedor.

Esta sección proporciona información de antecedente relacionada con la presente divulgación la cual no es necesariamente de la técnica anterior.

Como un resultado de las preocupaciones ambientales y de otro tipo, los contenedores de plástico, más específicamente los de poliéster y aún más específicamente los contenedores de tereftalato de polietileno (PET), se utilizan ahora más que nunca para empaquetar numerosos productos básicos que antes se suministraban en contenedores de vidrio. Los fabricantes y agentes de carga, así como los consumidores, han reconocido que los contenedores de PET son ligeros, económicos, reciclables y se pueden fabricar en grandes cantidades.

Los contenedores de plástico moldeados por soplado se han convertido en algo habitual en el embalaje de numerosos productos básicos. El PET es un polímero cristalizable, lo que significa que está disponible en forma amorfa o semicristalina. La capacidad de un contenedor de PET para mantener su integridad material se refiere al porcentaje del contenedor de PET en forma cristalina, también conocido como la “cristalinidad” del contenedor de PET. La siguiente ecuación define el porcentaje de cristalinidad como una fracción de volumen: donde p es la densidad del material de PET; pa es la densidad del material (1,333 g/cm3) amorfo puro de PET;

%Cristalinidad =( pe - pa ) x 100

y pc es la densidad del material (1,455 g/cm3) cristalino puro.

Los fabricantes de contenedores utilizan el procesamiento mecánico y el procesamiento térmi

cristalinidad del polímero PET de un contenedor. El procesamiento mecánico implica orientar el material amorfo para conseguir el endurecimiento por deformación. Este procesamiento comúnmente implica el estiramiento de una preforma de PET moldeada por inyección a lo largo de un eje longitudinal y la expansión de la preforma de PET a lo largo de un eje transversal o radial para formar un contenedor de PET. La combinación promueve lo que los fabricantes definen como orientación biaxial de la estructura molecular en el contenedor. En la actualidad, los fabricantes de contenedores de PET utilizan el procesamiento mecánico para producir contenedores de PET que tienen aproximadamente un 20 % de cristalinidad en la pared lateral del contenedor.

El procesamiento térmico implica el calentamiento del material (ya sea amorfo o semicristalino) para promover el crecimiento de los cristales. En el material amorfo, el procesamiento térmico del material PET da como resultado una morfología esferulítica que interfiere con la transmisión de luz. En otras palabras, el material cristalino resultante es opaco y, por lo tanto, en general no deseable. Sin embargo, si se utiliza después del procesamiento mecánico, el procesamiento térmico da como resultado una mayor cristalinidad y una excelente claridad para las porciones del contenedor que tienen una orientación molecular biaxial. El procesamiento térmico de un contenedor de PET orientado, el cual se conoce como control de temperatura, típicamente incluye el moldeo por soplado de una preforma de PET contra un molde calentado a una temperatura de aproximadamente 121 °C - 177 °C (250 °F - 350 °F), y el sostenimiento del contenedor soplado contra el molde calentado durante aproximadamente dos (2) a cinco (5) segundos. Los fabricantes de botellas de zumo de PET, las cuales deben llenarse en caliente a aproximadamente 85 °C (185 °F), utilizan actualmente el control de temperatura para producir botellas de PET que tengan una cristalinidad global en el intervalo de aproximadamente 25 %-35 %.

A partir del documento FR 2 896 232 A1 se conoce un procedimiento de llenado de un contenedor polimérico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sin embargo, este procedimiento no implica el llenado en caliente del contenedor.

A partir del documento WO 2013/177150 A1 se conoce un sistema y un procedimiento para presurizar un contenedor de plástico, que incluye un actuador, una unidad de base que incluye una superficie de calentamiento, y un dispositivo de dispensación. El actuador incluye una porción de cuerpo y un miembro de sostenimiento/seguridad configurada para sostener o asegurar una porción del contenedor. El actuador puede estar configurado para aplicar una fuerza o presión desde el fondo sobre el contenedor para que entre en contacto con la unidad de base. La unidad de base está configurada para recibir una porción de base del contenedor, en la que la superficie de calentamiento está configurada para calentar la porción de base del contenedor, y el dispositivo de dispensación está configurado para introducir un gas inerte en el contenedor.

En vista de esto, es un objeto de la invención divulgar un procedimiento mejorado para el llenado en caliente de un contenedor, a través del cual se puede obtener un cierto vacío dentro del contenedor después del llenado en caliente y en el que se puede reducir la altura final del contenedor tras el llenado.

Este objeto se resuelve mediante un procedimiento para llenar un contenedor de acuerdo con la reivindicación 1. Las realizaciones preferentes de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Esta sección proporciona un sumario general de la divulgación, y no es una divulgación completa de su ámbito total o de todas sus características.

Las presentes enseñanzas proporcionan un procedimiento para fabricar y llenar un contenedor. El procedimiento incluye el moldeo por soplado del contenedor a partir de una preforma. Luego, el contenedor se llena en caliente, se tapa, y se enfría. Después del enfriamiento, se etiqueta el contenedor. Se aplica una fuerza de carga superior al contenedor al menos uno de: antes del enfriamiento del contenedor; durante el enfriamiento del contenedor; después del enfriamiento del contenedor y antes del etiquetado del contenedor; durante el etiquetado del contenedor; y después del etiquetado del contenedor, con el fin de invertir cualquier abolladura en el contenedor formada durante el procedimiento de fabricación y llenado, y reducir el vacío residual dentro del contenedor.

Otras áreas de aplicabilidad se harán evidentes a partir de la descripción proporcionada en la presente memoria. La descripción y los ejemplos específicos de este sumario están destinados únicamente con fines ilustrativos y no pretenden limitar el ámbito de la presente divulgación.

Los dibujos descritos en la presente memoria son sólo para fines ilustrativos de realizaciones seleccionadas y no de todas las implementaciones posibles, y no pretenden limitar el ámbito de la presente divulgación.

La Figura 1A es una vista lateral de un contenedor fabricado de acuerdo con las presentes enseñanzas; La Figura 1B es una vista lateral del contenedor de la Figura 1A después de que el contenedor se haya llenado en caliente y se haya enfriado;

La Figura 1C es una vista lateral del contenedor lleno de la Figura 1B sometido a una fuerza de carga superior; La Figura 1D es una vista lateral del contenedor lleno de la Figura 1C sometido a una fuerza de carga superior adicional;

La Figura 2 es una vista en perspectiva inferior del contenedor de la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2;

La Figura 4 es una vista lateral ampliada de una costilla del contenedor de la Figura 1;

La Figura 5 es una vista lateral ampliada de la costilla de la Figura 4 en la que se compara la costilla soplada con la costilla comprimida después de que el contenedor de la Figura 1 haya sido sometido a una fuerza de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas;

La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de acuerdo con las presentes enseñanzas para fabricar un contenedor y aplicar la fuerza de carga superior;

La Figura 7 es una gráfica que ilustra los cambios en el volumen de los contenedores sometidos a la fuerza de carga superior durante la fabricación de acuerdo con las presentes enseñanzas;

La Figura 8 es una gráfica que ilustra los cambios de altura experimentados por los contenedores fabricados de acuerdo con las presentes enseñanzas y sometidos a una fuerza de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas;

La Figura 9 es una comparación de tres contenedores diferentes sometidos a una fuerza de carga superior; La Figura 10 es una gráfica que ilustra los cambios en el desplazamiento que se producen cuando un contenedor ejemplar es sometido a una fuerza de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas; y

La Figura 11 es una gráfica que ilustra los cambios en la presión del fluido que se producen cuando un contenedor ejemplar está sujeto a una fuerza de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas. Los números de referencia correspondientes indican las partes correspondientes a través de las diversas vistas de los dibujos.

Las realizaciones ejemplares se describirán ahora de forma más completa con referencia a los dibujos adjuntos. Con referencia inicial a la Figura 1A, un contenedor de acuerdo con las presentes enseñanzas se ilustra en general con el número 10 de referencia. La Figura 1A ilustra el contenedor 10 en una configuración de prellenado tal como se ha soplado. La Figura 1B ilustra el contenedor 10 después de ser llenado en caliente y posteriormente enfriado, con la posición de soplado mostrada en AB. La Figura 1C ilustra el contenedor 10 sometido a la presión de carga superior, con la posición de soplado mostrada en AB. La Figura 1D ilustra el contenedor 10 sometido a una presión adicional de carga superior, con la posición de soplado mostrada en AB.

Como se ilustra en la Figura 1A, el contenedor 10 puede ser cualquier contenedor adecuado para almacenar cualquier producto básico adecuado, tal como bebidas líquidas, alimentos, u otros materiales de tipo de llenado en caliente. El contenedor 10 puede tener cualquier forma o tamaño adecuado, tal como por ejemplo 0,59 litros (20 onzas) como se ilustra. Se puede utilizar cualquier material adecuado para fabricar el contenedor 10, tal como un termoplástico adecuado moldeado por soplado, incluyendo PET, LDPE, HDPE, PP, PS, y similares.

El contenedor 10 en general incluye un acabado 12 que define una abertura 14 en un primer extremo 16 o extremo superior del contenedor 10. El acabado 12 incluye roscas 18 en una superficie exterior del mismo, las cuales están configuradas para cooperar con un cierre adecuado para cerrar la abertura 14. Además de, o en lugar de, las roscas 18, se puede incluir cualquier característica adecuada para cooperar con un cierre para cerrar la abertura 14. Las roscas18 están entre la abertura 14 y un anillo 20 de soporte del acabado 12.

Una porción 22 de cuello se extiende a partir del anillo 20 de soporte en un lado opuesto a las roscas 18. La porción 22 de cuello se extiende a partir del anillo 20 de soporte hasta una porción 24 de hombro del contenedor 10. La porción 24 de hombro se estrecha hacia fuera a partir de la porción 22 de cuello en la dirección de una porción 30 de cuerpo principal. Entre la porción 24 de hombro y la porción 30 de cuerpo principal está una porción 26 cónica interior. La porción 26 cónica interior proporciona al contenedor 10 con una porción de diámetro reducido, la cual puede ser la porción de diámetro más pequeño del contenedor 10 para aumentar la resistencia del contenedor 10.

El cuerpo 30 principal se extiende hasta un segundo extremo 40 o extremo inferior del contenedor 10. El segundo extremo 40 o extremo inferior se encuentra en un extremo del contenedor 10 opuesto al primer extremo 16 o extremo superior. Un eje A longitudinal del contenedor 10 se extiende a través de un centro axial del contenedor 10 entre el primer extremo 16 o extremo superior y el segundo extremo 40 o extremo inferior.

La porción 30 de cuerpo principal incluye una pared 32 lateral, la cual se extiende hasta una porción 50 de base del contenedor 10 (ilustrada además en las Figuras 2 y 3). La pared 32 lateral define un volumen 34 interno del contenedor 10 en una superficie interior del mismo. La pared 32 lateral puede ser cónica hacia el interior del eje A longitudinal en una o más áreas de la pared 32 lateral con el fin de definir los rebajes o las costillas 36 en una superficie exterior de la pared 32 lateral. Como se ilustra, la pared 32 lateral define cinco rebajes o costillas 36a-36e. Sin embargo, puede definirse cualquier número adecuado de rebajes o costillas 36. Las costillas 36 pueden ser horizontales como se ilustra, o pueden tener cualquier otro tamaño o forma adecuada. Por ejemplo, las costillas 36 pueden ser curvadas, como se ilustra en la Patente de los Estados Unidos número 8,596,479 titulada “Hot-Fill Container” (publicada el 3 de diciembre de 2013). Las presentes enseñanzas proporcionan además para su uso, las costillas de la Patente de los Estados Unidos. número 8,496,130 titulada “Hot-Fill Container Having Movable Ribs for Accommodating Vacuum Forces” (publicada el 30 de julio de 2013).

Las costillas 36 pueden tener cualquier diámetro externo adecuado, el cual puede variar entre las diferentes costillas 36 o permanecer constante. Por ejemplo y como se ilustra, el primer rebaje o costilla 36a y el cuarto rebaje o costilla 36d pueden tener cada uno un diámetro menor que, y una altura que es mayor que el segundo, el tercero, y el quinto rebaje o costillas 36b, 36c, y 36e. En respuesta a un vacío interno, las costillas 36 pueden articularse alrededor de la pared 32 lateral para llegar a una posición de absorción de vacío, como se ilustra, por ejemplo, en la Figura 1D. Por lo tanto, las costillas 36 pueden ser costillas de vacío. Las costillas 36 también pueden proporcionar al contenedor 10 con características de refuerzo, proporcionando así al contenedor 10 con una integridad y estabilidad estructural mejorada, lo cual permite que el contenedor 10 sea más delgado y ligero. Las costillas 36a y 36d más grandes tendrán una mayor respuesta al vacío. Las costillas 36b, 36c y 36e más pequeñas proporcionarán al contenedor con una integridad estructural mejorada.

Con referencia a la Figura 4, se ilustran detalles adicionales de la costilla 36b horizontal como ejemplo de una posible realización. Las características de la costilla 36b ilustrada en la Figura 4 también se aplican en general a las costillas 36a y 36c-36e. La costilla 36b horizontal incluye una pared 80 superior y una pared 82 inferior separadas por una pared 84 curva interior. La pared 84 curva interior está definida en parte por un radio r1 más interno relativamente agudo. El radio r1 más interno agudo puede estar dentro del intervalo de unos 0,25 mm (0,01 pulgadas) a aproximadamente 0,76 mm (0,03 pulgadas). El radio r1 más interno relativamente agudo de la pared 84 curva interior facilita un mejor flujo de material durante el moldeo por soplado del contenedor 10 de plástico, permitiendo así la formación de costillas 36 horizontales relativamente profundas.

La costilla 36b horizontal, así como las otras costillas 36, pueden incluir un radio r2 exterior superior y un radio r3 exterior inferior. Preferentemente, tanto el radio r2 exterior superior como el radio r3 exterior inferior se encuentran cada uno dentro del intervalo de aproximadamente 1,78 mm (0,07 pulgadas) a aproximadamente 3,56 mm (0,14 pulgadas). El radio r2 exterior superior y el radio r3 exterior inferior pueden ser iguales o diferentes entre sí. Preferentemente, la suma del radio r2 exterior superior y el radio r3 exterior inferior será igual o mayor que aproximadamente 3,56 mm (0,14 pulgadas) y menor que aproximadamente 7,11 mm (0,28 pulgadas).

Como se ilustra en la Figura 4, la costilla 36b horizontal (así como las otras costillas 36a y 36c-36e horizontales), incluye además un radio r4 interior superior y un radio r5 interior inferior. El radio r4 interior superior y el radio r5 interior inferior se encuentran cada uno dentro del intervalo de aproximadamente 2,03 mm (0,08 pulgadas) a aproximadamente 2,79 mm (0,11 pulgadas). El radio r4 interior superior y el radio r5 interior inferior pueden ser iguales o diferentes entre sí. La suma del radio r4 interior superior y el radio r5 interior inferior puede ser igual o mayor que aproximadamente 4,06 mm (0,16 pulgadas) y menor que aproximadamente 5,59 mm (0,22 pulgadas).

La costilla 36b horizontal puede tener una profundidad RD de costilla de aproximadamente 3,05 mm (0,12 pulgadas) y un ancho RW de costilla de aproximadamente 5,59 mm (0,22 pulgadas) (al igual que cualquiera de las otras costillas 36), medida a partir de la extensión superior del radio r2 exterior superior y la extensión inferior del radio r3 exterior inferior. Así, la costilla 36b horizontal (al igual que las demás costillas 36 horizontales) tiene una relación entre el ancho RW de la costilla y la profundidad RD de la costilla. La relación entre el ancho RW de la costilla y la profundidad RD de la costilla está preferentemente en el intervalo de 1,6 a 2,0 aproximadamente.

Las costillas 36 horizontales están diseñadas para lograr un rendimiento óptimo con respecto a la absorción de vacío, la fuerza de la carga superior y la resistencia a las abolladuras. Las costillas 36 horizontales están diseñadas para comprimirse ligeramente en una dirección vertical para acomodar y absorber las fuerzas de vacío resultantes del llenado en caliente, el tapado y el enfriamiento del contenido del contenedor. Las costillas 36 horizontales están diseñadas para comprimirse aún más cuando el contenedor lleno está expuesto a las fuerzas de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas, como se describe más adelante en la presente memoria.

Como se ilustra en la Figura 5, los radios, las paredes, la profundidad y el ancho de la costilla 36b horizontal descritos más arriba forman, en combinación, un ángulo A de costilla. El ángulo A de costilla de un contenedor 10 de plástico sin llenar comienza en un ángulo tal como se ha soplado que puede ser de aproximadamente 58 grados. Después del llenado en caliente, el tapado y el enfriamiento del contenido del contenedor, y la aplicación de la fuerza de carga superior de acuerdo con las presentes enseñanzas (véanse los bloques 130A-130E de la Figura 6 descritos en la presente memoria), el ángulo A de la costilla se reduce.

Las costillas 36 horizontales están diseñadas para que la pared 80 superior y la pared 82 inferior nunca entren en contacto entre sí como resultado de las fuerzas de vacío o de carga superior. En lugar de ello, las costillas 36 horizontales están diseñadas para permitir que el contenedor 10 de plástico alcance un estado en el que el contenedor 10 de plástico sea soportado en parte por el producto en su interior cuando esté expuesto a las fuerzas de carga superior, evitando así la distorsión permanente del contenedor 10 de plástico. Las tierras 86 horizontales son en general planas en la sección transversal vertical como moldeadas. Cuando el contenedor 10 de plástico está sometido a fuerzas de vacío y/o de carga superior, las tierras 86 horizontales están diseñadas para sobresalir ligeramente hacia fuera en la sección transversal vertical para ayudar al contenedor 10 de plástico a absorber estas fuerzas de manera uniforme.

Haciendo de nuevo referencia a las Figuras 2 y 3, se describirá ahora en detalle la porción 50 de base. La porción 50 de base ilustrada y descrita es una porción de base ejemplar. Las presentes enseñanzas proporcionan para su uso cualquier porción de base adecuada que tenga cualquier geometría de base. Por ejemplo, se puede utilizar cualquier base rígida adecuada, tal como cualquier base adecuada que no absorba el vacío, o se puede utilizar cualquier base flexible adecuada, tal como una base que absorba el vacío. Las porciones de base expuestas en los siguientes documentos son ejemplos de diseños de bases que se pueden utilizar: La publicación de los Estados Unidos número.

2014-0190927 titulada “Heat-Set Container and Mold System Thereof” (publicada el 10 de julio de 2014); La Solicitud de Patente de los Estados Unidos con número de serie 14/424,569 titulada “Lightweight Container Base” (presentada el 27 de febrero de 2015); la Solicitud Internacional número PCT/US14/52148 titulada “Container With Folded Sidewall” (presentada el 21 de agosto de 2014); la Solicitud Internacional número PCT/US14/63812 titulada “Hot-Fill Container” (presentada el 4 de noviembre de 2014); y la Patente de los Estados Unidos número 6,595,380 titulado “Container Base Structure Responsive to Vacuum Related Forces” (presentada el 19 de julio de 2001).

La porción 50 de base ejemplar ilustrada en general incluye una porción 52 central de empuje en un centro axial de la misma, a través de la cual se extiende el eje A longitudinal. La porción 52 central de empuje puede ser dimensionada para apilarse con los cierres de un contenedor 10 vecino, y también ser dimensionada para modificar y optimizar el movimiento de la porción 50 de base bajo vacío.

Alrededor de la porción 52 central de empuje está un diafragma 54. El diafragma 54 puede incluir cualquier número de características de refuerzo definidas en él. Por ejemplo, y como se ilustra en la Figura 2, en el diafragma 54 se pueden definir una pluralidad de primeras costillas 56a exteriores y una pluralidad de segundas costillas 56b exteriores. Las primeras y segundas costillas 56a y 56b exteriores se extienden radialmente con respecto al eje A longitudinal. Las primeras costillas 56a exteriores se extienden completamente a través del diafragma 54. Las segundas costillas 56b exteriores se extienden a través de menos de la totalidad del diafragma 54, tal como por ejemplo a través de una porción más externa del diámetro 54. Las primeras y segundas costillas 56a y 56b exteriores pueden tener cualquier otra forma o configuración adecuada. En el diafragma 54 puede incluirse cualquier característica(s) de refuerzo adecuada, tal como hoyuelos, triángulos, etc. La porción 50 de base puede incluir además un pliegue 60 en un diámetro exterior de la misma.

En la configuración de prellenado de la Figura 1A, el diafragma 54 proporciona una superficie de apoyo de la porción 50 de base y del contenedor 10 en general. Por lo tanto, el diafragma 54 se encuentra en el segundo extremo 40 o extremo inferior del contenedor 10 y la porción 64 exterior plegada está dispuesta hacia arriba y separada del segundo extremo 40 o extremo inferior. Después del llenado del contenedor 10, por ejemplo, mediante un procedimiento de llenado en caliente, las fuerzas de vacío dentro del contenedor 10 hacen que el diafragma 54 se retraiga y se mueva hacia el primer extremo o extremo 16 superior hasta que el diafragma 54 sea en general coplanario con la porción 64 exterior plegada, o esté más cerca del extremo 16 superior que la porción 64 exterior plegada. Por lo tanto, en la configuración posterior al llenado de la Figura 1B, la superficie de apoyo de la base 50 incluye tanto el diafragma 54 como la porción 64 exterior plegada, o sólo la porción 64 exterior plegada.

En la configuración de prellenado de la Figura 1A, el contenedor 10 se soporta en la superficie de apoyo mediante el diafragma 54 de la porción 50 de base. Después del llenado en caliente y el tapado, la porción 50 de base responde al aumento del vacío interno y a la reducción del volumen interno debido al enfriamiento del contenido llenado. Como se ilustra en la Figura 1B, por ejemplo, el diafragma 54 pivota y se inclina hacia arriba en el contenedor hacia el primer extremo o extremo 16 superior.

Con referencia a la Figura 6, se ilustra un procedimiento ejemplar para fabricar y llenar un contenedor de acuerdo con las presentes enseñanzas. Aunque el procedimiento 110 se describe más abajo en términos del contenedor 10, el procedimiento 110 puede utilizarse para fabricar y llenar cualquier otro contenedor adecuado de acuerdo con las presentes enseñanzas que tengan lo siguiente: al menos una costilla de compresión horizontal, tal como cualquiera de las costillas 36 o las costillas divulgadas en la Patente de los Estados Unidos número 8,496,130;y una porción de base que tiene una geometría de base restringida/rígida, tal como la porción 50 de base o las porciones de base divulgadas en la Publicación de los Estados Unidos número 2014-0190927. La Solicitud de Patente de los Estados Unidos con número de serie 14/424,569, y la Solicitud Internacional número PCT/US14/52148.

Con referencia inicial al bloque 112 de la Figura 6, el contenedor 10 se moldea por soplado a partir de una preforma hasta la configuración de soplado de la Figura 1A. Después de que el contenedor 10 sea moldeado por soplado, el contenedor 10 se llena en caliente en el bloque 114 utilizando cualquier procedimiento adecuado de llenado en caliente, retorta, o pasteurización. El contenedor 10 se tapa inmediatamente después de ser llenado. En el bloque 116, el contenedor 10 se enfría de cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo en un túnel de enfriamiento donde se rocía agua fría sobre el contenedor 10. El contenedor 10 puede ser transportado al túnel de enfriamiento, por ejemplo, con un transportador. Con referencia a la Figura 1B, a medida que el contenedor 10 se enfría, el contenido de fluido en el mismo se contrae y se desarrolla el vacío dentro del contenedor 10. Esto tira de la porción 50 de base hacia el extremo 16 superior debido al vacío interno. La altura total del contenedor 10 se reduce (en comparación con el contenedor 10 en la posición AB de soplado), y el contenedor 10 se sostiene en posición vertical en su porción 64 exterior plegada.

En el bloque 118 el contenedor 10 es transportado a cualquier dispositivo de etiquetado adecuado, el cual aplica una etiqueta al contenedor 10. A medida que el contenedor 10 se llena en caliente en el bloque 114, se enfría en el bloque 116 ^{, y se etiqueta en el bloque 118, el contenedor 10 está típicamente en contacto con otros contenedores en una}línea de producción, lo cual da como resultado golpes, empujones, vibraciones, y otras presiones externas ejercidas sobre el contenedor 10 y los contenedores circundantes. La combinación de vacío interno y presión externa puede provocar que se produzcan diversos defectos como abolladuras en las superficies exteriores del contenedor 10, tales como la pared 30 lateral y/o el hombro 24, y puede provocar que el contenedor 10 adopte una forma ovalada de manera no deseada.

Para invertir o “remediar” cualquier defecto en el contenedor 10, el procedimiento 110 incluye aplicar una fuerza de carga superior al contenedor 10 en uno o más de los bloques 130A, 130B, 130C, 130D, y/o 130E de la Figura 6. La aplicación de la fuerza de carga superior incluye la aplicación de una fuerza al contenedor 10 a lo largo del eje A longitudinal. La fuerza de carga superior puede aplicarse cuando el contenedor 10 está apoyado en la posición vertical/derecha, como se ilustra en la Figura 1A. La fuerza de carga superior puede aplicarse también con el contenedor 10 dispuesto en cualquier otra posición, siempre que la fuerza de carga superior se aplique a lo largo del eje A longitudinal.

La aplicación de la fuerza de carga superior aumenta la presión dentro del contenedor 10, lo que hace que el contenedor 10 se expanda e invierta cualquier defecto, tal como abolladuras, en la superficie del contenedor 10, tal como los defectos que puedan haberse producido durante la manipulación previa. La fuerza de carga superior puede aplicarse en cualquier momento adecuado durante el procedimiento 110 de fabricación y llenado. Por ejemplo, la fuerza de carga superior puede aplicarse en el bloque 130A, después de que el contenedor 10 se haya llenado en caliente en el bloque 114 y antes de que el contenedor 10 se haya enfriado en el bloque 116, tal como cuando el contenido del contenedor 10 está todavía por encima de 100 °F. Alternativamente, la fuerza de carga superior puede aplicarse en el bloque 130B, durante el enfriamiento del contenedor 10 en el bloque 116, tal como después de que el contenido del contenedor 10 se haya enfriado por debajo de 100 °F. Como otra alternativa, la fuerza de carga superior puede aplicarse en el bloque 130C, después de que el contenedor 10 se haya enfriado en el bloque 116 y antes de que el contenedor sea etiquetado en el bloque 118. La fuerza de carga superior también puede aplicarse en el bloque 130D a la vez que el contenedor 10 está siendo etiquetado en el bloque 118, tal como por ejemplo mediante cualquier dispositivo de etiquetado adecuado. La fuerza de carga superior puede aplicarse también en el bloque 130E, después de que el contenedor 10 haya sido etiquetado. Por lo tanto, la fuerza de carga superior puede aplicarse en uno o más de los bloques 130A, 130B, 130C, 130d y/o 130E. Después de aplicar la fuerza de carga superior, el contenedor 10 puede apilarse en un palé, junto con una pluralidad de otros contenedores similares en el bloque 120.

Se puede aplicar cualquier cantidad adecuada de fuerza de carga superior para comprimir el contenedor 10 a lo largo del eje longitudinal y aumentar la presión en el mismo, sin dañar de manera permanente el contenedor 10. Por ejemplo, se puede aplicar cualquier cantidad adecuada de fuerza de carga superior entre 50lbs y 200lbs, con una fuerza de carga superior preferente de 100lbs. La fuerza de carga superior puede aplicarse durante cualquier cantidad de tiempo adecuada, tal como por ejemplo al menos 0,01 de segundo, lo cual corresponde a un procedimiento con tiempos de ciclo de alta velocidad. La fuerza de carga superior se puede ajustar, en base al tamaño y la forma del contenedor 10 y del contenido en el mismo, para aumentar la presión interna del contenedor 10. Existen numerosas variables que determinan cuánta fuerza de carga superior se requiere para obtener el efecto deseado de expandir el daño de superficie y disminuir el vacío interno, incluyendo: el número de costillas horizontales presentes (tales como las costillas 36), el tamaño del contenedor 10, el peso del material del que está hecho el contenedor 10, el volumen interno del contenedor 10, el grosor de la pared del contenedor 10, la geometría del contenedor 10, y la temperatura del contenedor 10 y del contenido del mismo.

La fuerza de carga superior puede reducir de manera permanente la altura del contenedor, por ejemplo, 10 entre 0,25 mm (0,010”) y aproximadamente 1,52 mm (0,060”), o en cualquier cantidad adecuada. Con referencia a las Figuras 1C y 1D, se ilustra en AB la posición del contenedor 10 tal como se ha soplado, y se ilustra en fantasma la altura y la forma del contenedor 10 después de haber sido sometido a la fuerza de carga superior. La Figura 1C ilustra en fantasma, la aplicación inicial de la fuerza de carga superior al contenedor 10, y la Figura 1D ilustra el contenedor 10 después de la aplicación de la fuerza de carga superior.

La combinación de la porción 50 de base de vacío y las costillas 36 horizontales permite que el contenedor 10 alcance un estado de carga hidráulica hacia arriba cuando se aplica la fuerza de carga superior a lo largo del eje A longitudinal, “remediando” así cualquier defecto del contenedor que pueda haber ocurrido durante el procedimiento 110 de fabricación y llenado ilustrado en la Figura 6, tal como por ejemplo invirtiendo cualquier abolladura o desviación, y/o invirtiendo cualquier ovalización. El movimiento de la porción 50 de base causado por la fuerza de la carga superior está restringido por la superficie de apoyo, y las costillas 36 horizontales comienzan a colapsar, causando así que el fluido interno lleno se enfoque a un estado incompresible. En este punto, el fluido interno resiste una compresión adicional y el contenedor 10 se comporta de manera similar a un cilindro hidráulico, a la vez que mantiene la forma básica del contenedor 10. Debido a que la aplicación de la fuerza de carga superior elimina ventajosamente los defectos que pueden producirse durante la fabricación y aumenta la resistencia del contenedor 10, tal como por ejemplo proporcionando el contenedor 10 en un estado de carga hidráulica hacia arriba, el contenedor 10 puede estar hecho de materiales más delgados, haciendo así que el contenedor 10 sea ventajosamente menos costoso de fabricar y más ligero, lo cual puede reducir los costes de envío y hacer que el contenedor 10 sea más fácil de manejar y transportar, particularmente cuando se proporcionan numerosos contenedores 10 en uno o más palé.

La fuerza de la carga superior resulta en una reducción de la altura del contenedor 10 ya que las costillas 36 horizontales se colapsan parcialmente y no regresan a sus dimensiones originales, lo cual además tiene el efecto de disminuir el vacío residual dentro del contenedor 10. Este efecto se hace más pronunciado a temperaturas más altas. El colapso parcial de las costillas 36, como se ilustra en la Figura 5, por ejemplo, da como resultado una reducción de la altura del contenedor 10. Por ejemplo, la altura del contenedor 10 puede reducirse de 0,25 mm a 1,52 mm (de 0,010” a 0,060”).

La Figura 7 ilustra la relación entre el desplazamiento del contenedor y la cantidad de fuerza de carga superior aplicada. Como se ilustra, cuanto mayor sea la fuerza de carga superior aplicada, mayor será el desplazamiento del contenedor 10. Por ejemplo, en aproximadamente 89 N (20 libras) de fuerza de carga superior, el desplazamiento del contenedor 10 es de aproximadamente 1,27 mm (0,05 pulgadas). En aproximadamente 445 N (100 libras) de fuerza de carga superior, el desplazamiento del contenedor 10 es de aproximadamente 2,54 mm (0,1 pulgadas).

La Figura 8 expone los resultados de la prueba de carga superior de los contenedores fabricados y llenados de acuerdo con el procedimiento 110 de las presentes enseñanzas. En la Figura 8, los contenedores se denominan ES27 y ES53, proporcionados por Amcor Limited. Dos contenedores ES27 se enfriaron en el bloque 116 a 37,8 °C (100 °F), y dos contenedores ES27 se enfriaron en el bloque 116 a 21,1 °C (70 °F). Asimismo, dos contenedores ES53 se enfriaron en el bloque 116 a 37,8 °C (100 °F), y dos contenedores ES53 se enfriaron en el bloque 116 a 21,1 °C (70 °F). Cada uno de los contenedores fue sometido a fuerzas de carga superior de 667 N (150lbs) y 890 N (200lbs) después de ser enfriados. El cambio de altura que sufrió cada uno de los contenedores se expone en la Figura 8, la cual muestra que el cambio de altura de los contenedores sometidos a carga superior después de ser enfriados a 37,8 °C (100 °F) fue mayor que el cambio de altura de los contenedores sometidos a carga superior después de ser enfriados a 21,1 °C (70 °F). En consecuencia, los contenedores enfriados a 37,8 °C (100 °F) experimentaron un mayor desplazamiento de volumen y reducción de vacío que los contenedores enfriados a 21,1 °C (70 °F).

La Figura 9 ilustra el efecto de la fuerza de carga superior en tres contenedores diferentes. La configuración de los contenedores tal y como han sido soplados se ilustra con líneas en negrita y se designa como AB. La configuración de los contenedores después de haber sido sometidos a la fuerza de carga superior se ilustra en fantasma. El contenedor A representa un contenedor fabricado de acuerdo con las presentes enseñanzas, tal como el contenedor 10. Por lo tanto, el contenedor A tiene unas costillas horizontales flexibles y una porción de base rígida. Los contenedores B y C también tienen costillas horizontales, pero una porción de base flexible. Como resultado, el contenedor A es capaz de resistir una fuerza de carga mayor que 445 N (100 libras) sin que el contenedor A falle y/o se dañe de manera permanente. Como se ha explicado más arriba, esto permite de manera ventajosa que el contenedor A resista una mayor presión interna, la cual revertirá o “remediara” las abolladuras causadas durante el procedimiento de fabricación y llenado del contenedor A. Por el contrario, después de ser sometido a unos 311 N (70lbs) de fuerza de carga superior, las paredes laterales del contenedor B se expandirán hacia fuera y se deformarán. Con respecto al contenedor C, en aproximadamente 445 N (100 libras) de fuerza de carga superior, la porción abovedada del hombro del contenedor C colapsará de manera no deseable sobre las paredes laterales y la porción de cuerpo del contenedor C.

La Figura 10 ilustra una relación entre el desplazamiento de un contenedor de acuerdo con las presentes enseñanzas, tal como el contenedor 10, y una cantidad de fuerza de carga superior aplicada durante la fabricación del contenedor 10, tal como de acuerdo con el procedimiento 110 ejemplar. Como se ilustra en la Figura 10, a medida que se aplica la fuerza de carga superior, el desplazamiento aumenta hasta que se alcanza la fuerza de carga superior máxima, la cual en el ejemplo de la Figura 10 es de aproximadamente 445 N (100 libras). Sin embargo, se puede aplicar cualquier otra cantidad adecuada de fuerza de carga superior. Al descargar la fuerza de carga superior, el desplazamiento disminuye, pero no hasta el punto inicial de cero. Por lo tanto, la aplicación de la fuerza de carga superior da lugar a un desplazamiento permanente, tal como el de aproximadamente 0,64 mm (0,025 de pulgada) en el ejemplo de la Figura 10. Sin embargo, el desplazamiento permanente puede ser cualquier otra cantidad adecuada como resultado de la carga superior aplicada.

La Figura 11 ilustra una relación entre la presión de fluido de un contenedor de acuerdo con las presentes enseñanzas, tal como el contenedor 10, a lo largo del tiempo durante el enfriamiento del contenedor (tal como en el bloque 116 del procedimiento 110 de fabricación) y la aplicación de la fuerza de carga superior (tal como en cualquiera de los bloques 130A-130E del procedimiento 110). Como se ilustra en la Figura 11, a medida que el contenedor se enfría, la presión del fluido desciende a partir de la presión atmosférica inicial provocando un vacío en el contenedor hasta que se aplica la carga superior. Cuando se aplica la carga superior, la presión del fluido aumenta rápidamente hasta la carga superior máxima. Después de que se alcanza la carga superior máxima y se descarga la fuerza de carga superior, la presión del fluido disminuye. Después de que la fuerza de la carga superior haya sido completamente descargada, indicada en “Vacío Reducido por Descarga” de la Figura 11, la presión del fluido estará por debajo de la presión atmosférica inicial, lo cual indica la reducción permanente del volumen interno del contenedor y la reducción del vacío interno. Además, en el “Vacío Reducido de Descarga”, el vacío final formado en el contenedor es menor que el vacío máximo realizado antes de aplicar la carga superior.

Las realizaciones ejemplares se proporcionan para que esta divulgación sea completa, y transmita completamente el ámbito a los expertos en la técnica. Se exponen numerosos detalles específicos, tales como ejemplos de componentes, dispositivos y procedimientos específicos, para proporcionar una comprensión completa de las realizaciones de la presente divulgación. Será evidente para los expertos en la técnica que no es necesario emplear detalles específicos, que las realizaciones ejemplares pueden ser realizadas en muchas formas diferentes y que ninguna de ellas debe ser interpretada para limitar el ámbito de la divulgación. En algunas realizaciones ejemplares, no se describen en detalle los procedimientos conocidos, las estructuras de dispositivos conocidas, y las tecnologías conocidas.

La terminología utilizada en la presente memoria tiene por objeto describir únicamente realizaciones ejemplares particulares y no pretende ser limitativa. Tal y como se utilizan en la presente memoria, las formas singulares “un”, “una” y “el” pueden incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Los términos “comprende”, “que comprende”, “que incluye”, y “que tiene” son inclusivos y, por lo tanto, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, y/o componentes declarados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes, y/o grupos de los mismos. Las etapas del procedimiento, los procedimientos, y las operaciones descritas en la presente memoria no deben interpretarse como que requieren necesariamente su realización en el orden particular discutido o ilustrado, a menos que se identifique específicamente como un orden de realización. También debe entenderse que pueden emplearse etapas adicionales o alternativas.

Cuando se hace referencia a un elemento o capa como “sobre”, “acoplado a”, “conectado a”, o “acoplado a” otro elemento o capa, se puede estar directamente sobre, acoplado, conectado o acoplado al otro elemento o capa, o pueden estar presentes elementos o capas intermedias. Por el contrario, cuando se refiere a que un elemento está “directamente sobre”, “directamente acoplado a”, “directamente conectado a”, o “directamente acoplado a” otro elemento o capa, pueden no presentarse elementos o capas intermedias. Otras palabras utilizadas para describir la relación entre elementos deben interpretarse de forma similar (por ejemplo, “entre” frente a “directamente entre”, “adyacente” frente a “directamente adyacente”, etc.). Tal y como se utiliza en la presente memoria, el término “y/o” incluye todas las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.

Aunque los términos primero, segundo, tercero, etc. pueden ser utilizados en la presente memoria para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deben ser limitados por estos términos. Estos términos sólo pueden utilizarse para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección a partir de otra región, capa o sección. Los términos tales como “primero”, “segundo”, y otros términos numéricos utilizados en la presente memoria no implican una secuencia u orden, a menos que el contexto lo indique claramente. Por lo tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección que se discute más abajo podría denominarse un segundo elemento, componente, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de las realizaciones ejemplares.

Términos relativos al espacio, tales como “interior”, “exterior”, “debajo”, “por debajo”, “ inferior”, “por encima”, “superior”, y similares, pueden ser utilizados en la presente memoria para facilitar la descripción para describir la relación de un elemento o característica con otro(s) elemento(s) o característica(s) como se ilustra en las figuras. Los términos relativos al espacio pueden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o funcionamiento, además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo de las figuras está volteado, los elementos descritos como “por debajo” o “debajo” de otros elementos o características se orientarían entonces “por encima” de los otros elementos o características. Por lo tanto, el término de ejemplo “por debajo” puede abarcar tanto una orientación de por encima como de por debajo. El dispositivo puede estar orientado de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos utilizados en la presente memoria se interpretan en consecuencia.

La descripción anterior de las realizaciones se ha proporcionado con fines ilustrativos y descriptivos. No pretende ser exhaustiva o limitar la divulgación. Los elementos o características individuales de una realización particular en general no se limitan a esa realización particular, sino que, en su caso, son intercambiables y pueden utilizarse en una realización seleccionada, incluso si no se muestran o describen específicamente. También se puede variar de muchas maneras. Dichas variaciones no deben considerarse como una desviación de la divulgación, y todas dichas modificaciones se pretenden incluir dentro del ámbito de la divulgación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de llenado de un contenedor (10) polimérico que comprende:

moldear por soplado el contenedor (10) a partir de una preforma para proporcionar al contenedor con al menos una costilla (36a-e) de compresión horizontal y una base (50) con geometría restringida;

llenar el contenedor (10);

tapar el contenedor (10);

enfriar el contenedor (10);

etiquetar el contenedor (10); y

aplicar una fuerza de carga superior a lo largo de un eje (A) longitudinal del contenedor (10);

en el que la aplicación de la fuerza de carga superior reduce la altura total del contenedor (10), comprime las costillas (36a-e) de compresión horizontales, y aumenta la presión dentro del contenedor (10) para invertir una o más abolladuras formadas en una pared (32) lateral del contenedor (10);

caracterizado porque

el llenado del contenedor está configurado como una operación de llenado en caliente;

la fuerza de carga superior se aplica después de enfriar el contenedor (10) y antes de etiquetar el contenedor (10);

al tapar y enfriar el contenedor (10), la presión del fluido dentro del contenedor (10) desciende a partir de una presión atmosférica inicial que provoca un vacío en el contenedor (10) hasta que se alcanza un vacío máximo, hasta que se aplica la fuerza de carga superior;

la aplicación de la fuerza de carga superior aumenta la presión del fluido por encima de la presión atmosférica inicial hasta una carga superior máxima, después de que se alcance la carga superior máxima y se descargue la fuerza de carga superior;

al descargar la fuerza de la carga superior, la presión del fluido disminuye por debajo de la presión atmosférica inicial, hasta que se alcanza un vacío reducido de descarga final en el contenedor (10) que es menor que el vacío máximo realizado antes de aplicar la carga superior.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además aplicar la fuerza de carga superior con una etiquetadora rotativa.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la aplicación de la fuerza de carga superior reduce la ovalización del contenedor (10).

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuerza de carga superior es de al menos 222 N (50 libras).

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuerza de carga superior está entre 222 N (50lbs) y 890 N (200lbs).

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuerza de carga superior se aplica después de que el contenido del contenedor (10) se haya enfriado por debajo de 37,8 °C (100 °F).

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fuerza de carga superior se aplica antes de enfriar el contenedor (10) y cuando el contenido del contenedor (10) está a una temperatura de 37,8 °C (100 °F) o mayor.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además aplicar la fuerza de carga superior al contenedor (10) durante al menos 0,1 de segundo.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además aplicar la fuerza de carga superior para aumentar la presión interna del contenedor (10).

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que:

el llenado en caliente del contenedor (10) se realiza después del moldeo por soplado del contenedor (10); el tapado del contenedor (10) se realiza después del llenado en caliente del contenedor (10); el enfriamiento del contenedor (10) se realiza después del tapado del contenedor (10); el etiquetado del contenedor (10) se realiza después del enfriamiento del contenedor (10); y la aplicación de una fuerza de carga superior de entre 222,4 N (50lbs) y 889,6 N (200lbs) durante al menos 0,1 de un segundo se realiza a lo largo de un eje longitudinal del contenedor (10) después de enfriar el contenedor (10) por debajo de 37,8 °C (100 °F) y antes de etiquetar el contenedor (10) para aumentar la presión interna del contenedor (10) e invertir una o más abolladuras formadas en una pared (32) lateral del contenedor (10) y reducir el vacío interno después de liberar la carga superior.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende además aplicar la fuerza de carga superior con una etiquetadora rotativa.

12. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende además cargar el contenedor (10) en un primer palé, y apilar otro contenedor (10) encima del contenedor (10); y en el que la aplicación de la fuerza de carga superior precarga el contenedor (10) para preparar el contenedor (10) para que el otro contenedor (10) se apile sobre el mismo.