MXPA06008668A - Preforma fabricadas con dos o mas materiales y procesos para obtenerlas - Google Patents

Abstract

Proceso para fabricar preformas con dos materiales diferentes, en donde el primer material (4) y el segundo material (22) se inyectan con toberas cuyos ejes centrales no son coaxiales. De preferencia, las preformas comprenden una inclusión del segundo material en la pared lateral del primer material. De preferencia, las nuevas preformas comprenden una región de fondo (1c) y una región de pared lateral (1b), en donde la región de fondo estácompletamente fabricada con el primer material y la región de pared lateral estágeneralmente fabricada con el primer material (4), excepto almenos un volumen (14) que se rellena con el segundo material (22).

Description

WO 2005/075173 Al lililí Published: For two-letter codes and other abbrevialions, refer to the "Guid¬ — wilh intemational search repon ance Notes on Codes and Abbrevialions" appearing al ihe begin- — before ihe expiration of the time limil for amending the ning ofeach regular issue ofthe PCT Gazette. claims and to be republished in the event of receipt of amendments PREFORMAS FABRICADAS CON DOS O MAS MATERIALES Y PROCESOS PARA OBTENERLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente ¡nvención se refiere a una mejora en el campo del moldeo por inyección-soplado, especialmente para preformas nuevas adecuadas para moldear como botellas (y por lo general como cualquier artículo hueco) por medio de soplado, a procesos para fabricar estas preformas y a los artículos obtenidos al moldear estas preformas por soplado. En los procesos de la invención se usan dos (o más) materiales para fabricar preformas compuestas. En una modalidad preferida, los dos materiales usados son de colores diferentes y las botellas obtenidas exhiben un efecto de colores múltiples.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El moldeo por inyección-soplado y su variante, el moldeo por inyección-estirado-soplado se usan habitualmente para fabricar artículos huecos de alta calidad, por ejemplo botellas, a escala industrial. En el primer paso del proceso se inyecta un material plástico fundido en una cavidad de moldeo formada por un vastago interno y un molde de preforma para formar un intermedio con forma de "tubo de ensayo". El molde de preforma luego se abre y posteriormente se moldea por soplado o por estirado-sopiado.

En el proceso de moldeo por inyección-soplado, el vastago que soporta la preforma moldeada pasa inmediatamente a un molde de soplado de botellas que tiene la forma del artículo hueco deseado. El aire que pasa a través de una válvula en el vastago dilata la preforma caliente que se expande y toma la forma del molde de soplado de botellas. Una vez que la botella obtenida se ha enfriado lo suficiente como para manejarla, se retira del molde de soplado y está lista para usar (típicamente, la parte se deja enfriar por aproximadamente 24 horas). Se puede encontrar más Información sobre el proceso de moldeo por inyección-soplado en los libros de texto generales, por ejemplo "The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology" (Enciclopedia Wiley de Tecnología de Envasado), segunda edición (1997), publicada por Wiley-lnterscience Publication (específicamente, ver la página 87). En el proceso de inyección de "moldeo por estirado-sopiado" (algunas veces denominado moldeo por soplado de orientación biaxial), la preforma se acondiciona cuidadosamente hasta que la temperatura sea lo suficientemente alta como para permitir que la preforma se dilate y de ese modo la alineación molecular en la pared lateral de una botella moldeada por soplado sea biaxial. Para estirar la preforma en la dirección axial (vertical) se usa una presión de aire relativamente alta y, por lo general, una barra de estiramiento. A diferencia de las botellas que se obtienen por medio de moldeo por inyección-soplado convencional, las botellas obtenidas por moldeo por estirado-sopiado son significativamente más largas que la preforma. PET, PP y PEN (naftalato de polietileno) son los materiales elegidos para el proceso de moldeo por estirado-sopiado. Existen diferentes métodos de moldeo por inyección-estirado-soplado, por ejemplo métodos de un paso, de dos pasos (también conocidos como "recalentar y soplar"). Se puede encontrar más Información sobre el proceso de moldeo por inyección-estirado-soplado en los libros de texto generales, por ejemplo "The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology" (Enciclopedia Wiley de Tecnología de Envasado), segunda edición (1997), publicada por Wiley-lnterscience Publication (específicamente, ver las páginas 87 - 89). El moldeo por inyección-soplado típicamente se usa para hacer artículos de forma relativamente pequeña con un acabado de cuello específico y comúnmente se usa para fabricar botellas relativamente caras para la industria cosmética o farmacéutica. El moldeo por inyección-estirado-soplado típicamente se usa para fabricar artículos más grandes tales como envases de bebidas para la industria de ios refrescos, aunque esto no siempre es así. A menos que se mencione explícitamente de cualquier otra forma, el término "moldeo por inyección-soplado" se usa de aquí en adelante para designar tanto el proceso de moldeo por inyección-soplado como el proceso de moldeo por inyección-estirado-soplado. El moldeo por extrusión-soplado y el moldeo por inyección-soplado son procesos diferentes. En el moldeo por extrusión-soplado, el plástico fundido se extruye (típicamente en forma continua) para formar un tubo continuo de extremo abierto. El plástico extruido se corta a intervalos regulares y los cortes se moldean directamente por soplado para formar un artículo. En el proceso de moldeo por extrusión-soplado, el material plástico fundido no se preforma alrededor de un material de núcleo para formar una preforma. La forma final de un artículo producido por moldeo por extrusión-soplado tiene una precisión menor y puede controlarse menos que la forma de los artículos obtenidos por moldeo por inyección-soplado. Otros detalles sobre el moldeo por extrusión-soplado pueden encontrarse en un libro de texto general sobre envasado, por ejemplo en "The Wiley Encyclopedia of Packaging Te^no/og^ (Enciclopedia Wiley de Tecnología de Envasado) mencionado anteriormente, específicamente en las páginas 83-86. El moldeo por extrusión-soplado puede usarse para obtener botellas laminadas o coextruidas con capas múltiples para proporcionar características estéticas o para mejorar las propiedades físicas (barrera). Aunque con el moldeo por inyección-soplado convencional se obtienen botellas de buena calidad con formas precisas, estas botellas habitualmente se fabrican con un solo material y tienen un solo color (véase por ejemplo la patente de los EE.UU. núm. 4,988,477 que describe un método para producir un envase de poliéster de color homogéneo en donde un suministro granular de PET se mezcla con una composición colorante). En el caso de botellas de forma compleja, la decoración de éstas por medio de la colocación de etiquetas, impresión o grabado no siempre es posible y puede ser costosa. En la patente WO97/21539 se ha intentado mejorar la apariencia de las botellas moldeadas por inyección-soplado usando dos materiales de colores diferentes durante la fabricación. En el proceso descrito en la patente WO97/21539, los materiales de colores diferentes se inyectan a través de una puerta de suministro, en secuencia, al ¡nterior de una cavidad convencional de moldeo por inyección. De conformidad con la patente WO97/21539 puede obtenerse una distribución estratificada de los materiales si se controlan cuidadosamente diversos parámetros de operación tales como la cantidad de materiales inyectados, la proporción de inyecciones y la temperatura de inyección. Sin embargo, es difícil controlar estos parámetros y como se muestra en la Figura 8 de la patente WO97/21539, los límites entre las capas son imprecisos y el proceso no está adaptado a la fabricación de preformas con características decorativas reproducibles. Asimismo, con este sistema solamente pueden formarse botellas con capas horizontales superpuestas de materiales de colores diferentes (cuando el eje de la botella se considera como el eje vertical). La solicitud de patente de los EE.UU. núm. 2002/0058114A1 describe un proceso para obtener preformas de al menos dos colores. En este proceso, primero se forma una preforma de base con un hueco cilindrico por medio de la inyección de un primer material desde un punto de inyección en la región de fondo de la preforma de base. La preforma de base se transfiere a un segundo molde y el hueco se rellena por medio de la inyección de un segundo material desde un punto de inyección en la región de fondo de la preforma de base. El proceso puede repetirse para obtener preformas de colores múltiples. Los materiales de colores diferentes están distribuidos como capas superpuestas horizontalmente cuando el eje central de la preforma se toma como el eje vertical. En este documento, el eje central de la tobera para el primer material y el eje central del segundo material son coaxiales. En la presente invención se comprobó que no es necesario que el eje central de las toberas sea coaxial y que cuando se usan toberas no coaxiales pueden obtenerse nuevas preformas. La patente EP1 ,180,424A1 describe un proceso para producir botellas con una capa interior laminada que puede desprenderse para aplicaciones específicas tales como el suministro de tinturas para el cabello. Sería conveniente contar con un sistema por el cual los materiales diferentes puedan distribuirse de manera más controlada, por ejemplo para obtener diseños o logotipos reproducibles y reconocibles. Al mismo tiempo, la unión entre los dos materiales debe tener la resistencia suficiente y no debe romperse cuando la preforma está moldeada por soplado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a preformas nuevas adecuadas para moldear como botellas (y por lo general como cualquier artículo hueco) por medio de soplado, a procesos para fabricar estas preformas y a los artículos (p. ej. botellas) obtenidos al moldear estas preformas por soplado; todo ello conforme a lo definido en las reivindicaciones. Las preformas de la invención están fabricadas con al menos un primer material y un segundo material diferente al primer material.

El proceso para fabricar la preforma de la invención comprende los pasos sucesivos de: i) Formar una preforma incompleta por medio de moldeo por inyección de un primer material en una cavidad de preforma a través de una primera tobera de inyección que tiene un primer eje central; esa cavidad está formada por el espacio entre un vastago interno y un molde de preforma, en donde esa cavidad de preforma está configurada de forma tal que quede al menos un volumen vacío en la preforma incompleta después de inyectar completamente el primer material en esa cavidad de preforma, ii) inyectar el segundo material en el volumen vacío a través de una segunda tobera de inyección que tiene un segundo eje central, en donde el primer eje central y el segundo eje central no son coaxiales. La presente invención también está dirigida a una nueva preforma que comprende una región de fondo y una región de pared lateral, en donde la región de fondo está completamente fabricada con el primer material y la región de pared lateral está generalmente fabricada con el primer material, excepto al menos un volumen que se rellena con el segundo material. Por ejemplo el primer material puede inyectarse en la región de fondo de la preforma, mientras que el segundo material puede inyectarse en la región de pared lateral de la preforma.

Después, las preformas pueden moldearse por soplado por medio de técnicas convencionales de moldeo por soplado o moldeo por estirado-sopiado. Estos y otros atributos, aspectos y ventajas de la presente invención serán evidentes para las personas con experiencia en la industria a partir de la lectura de la presente descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Aunque la especificación concluye con las reivindicaciones que particularmente señalan y claramente reivindican la invención, se considera que la presente invención se comprenderá mejor con la siguiente descripción de las modalidades preferidas junto con las figuras que la acompañan, en las cuales los números de referencia similares identifican elementos idénticos, y en donde: La Figura 1 es un diagrama que ilustra una preforma tradicional en donde se indican las tres regiones (cuello, pared lateral y fondo), la Figura 2 es un diagrama esquemático de un proceso ilustrativo de dos pasos de inyección de conformidad con la presente invención; la Figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra el moldeo por soplado (p. ej. moldeo por estirado-sopiado) de una preforma que puede obtenerse por medio del proceso de la Figura 2 para fabricar una botella; la Figura 4 es un diagrama esquemático de un proceso ilustrativo de moldeo por inyección-soplado en cuatro etapas de conformidad con la presente invención, en donde las etapas de inyección y moldeo por soplado se realizan en la misma máquina; la Figura 5 es un diagrama esquemático de un proceso alternativo de moldeo por inyección-soplado de cuatro etapas que también comprende una estación de acondicionamiento seguida de una estación de moldeo por estirado-sopiado; cada una de las Figuras 6 a 11 muestra dos dibujos: el de la derecha es un ejemplo de una preforma fabricada con dos materiales de conformidad con la invención; el de la izquierda es un ejemplo de una botella que puede obtenerse al moldear por soplado la preforma de la derecha en un molde adecuado. La Figura 12 es un diagrama esquemático en sección transversal de una preforma como la ilustrada en la Figura 6. La Figura 13 es un diagrama esquemático en sección transversal de una preforma como la ilustrada en la Figura 11. La Figura 14 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como las ilustradas en las Figuras 6 y 12, en donde el primer material está completamente inyectado en la primera cavidad de moldeo. La Figura 15 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como la ¡lustrada en las Figuras 6 y 12, en donde el segundo material está completamente inyectado en la segunda cavidad del moldeo.

La Figura 16 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como la ilustrada en las Figuras 11 y 13, en donde el primer material está completamente inyectado en la primera cavidad del moldeo. La Figura 17 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como las ilustradas en las Figuras 11 y 13, en donde el segundo material está completamente inyectado en la segunda cavidad de moldeo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Si bien la especificación concluye con reivindicaciones que particularmente señalan y claramente reivindican la invención, se considera que la presente invención se comprenderá mejor con la siguiente descripción y ejemplos, que también describen y demuestran las modalidades preferidas dentro del alcance de la presente invención. Los ejemplos se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no deben interpretarse como limitantes de la presente ¡nvención ya que son posibles muchas variaciones de ésta sin desviarse de su espíritu y alcance. Todas las referencias citadas se incorporan en este documento en su totalidad como referencia. La cita de cualquier referencia no implica admitir la posibilidad de que se considere como una industria anterior a la ¡nvención reclamada. En la presente, "comprender" significa que se pueden añadir otros pasos y otros ingredientes. Este término incluye las expresiones "consiste en" y "consiste esencialmente en". Como se utiliza en la presente, el término "botella" se refiere a cualquier artículo hueco que puede obtenerse por medio de moldeo por soplado. Las botellas de la presente ¡nvención preferentemente son adecuadas para usar como un envase para cualquier tipo de material tal como líquidos, sólidos o semisólidos. El término botella no implica un uso previsto específico para el artículo. Por ejemplo como se utiliza en la presente, el término "botella" abarca artículos destinados a contener productos cosméticos (p. ej. champús, cremas, etc.), productos comestibles (p. ej. leche, bebidas sin alcohol, condimentos, etc.), productos químicos, etc... Como se utiliza en la presente, el término "preforma" se refiere a un producto intermedio con forma de 'lubo de ensayo" que se obtiene al moldear por inyección un material plástico entre un vastago y una cavidad de moldeo de preforma para moldear por soplado (estirado) con el objeto de obtener una botella. Durante el proceso de moldeo por soplado, el cuello de la preforma prácticamente no se modifica, mientras que el resto de la preforma se expande considerablemente. Algunas veces, las preformas se denominan incorrectamente "tubos verticales", aunque este término debería reservarse para los objetos intermedios tubulares extruidos que se forman durante un proceso de extrusión.

La sección transversal de la preforma puede ser cilindrica o no cilindrica, por ejemplo ovalada, cuadrada/rectangular con esquinas redondeada, triangular, asimétrica, etc... en función de la forma final que tendrá la botella. El término "eje central de una tobera de inyección" se refiere a un eje que pasa a través del centro de esa tobera de inyección. El término "punto de inyección" de un material se refiere al área de la preforma completa a través de la cual se inyectó el material al molde desde la tobera. Por lo general, aunque no necesariamente, el punto de inyección es circular y puede identificarse claramente en la preforma completa y también en el artículo moldeado por soplado por medio de la presencia de una aspereza leve, usualmente de forma redondeada.

Como se utiliza en la presente, el término "región de cuello de la preforma" se refiere a la parte superior de la preforma que no se estira durante el proceso de soplado y a la cual generalmente se unirá la tapa de la botella. La región de cuello comprende la boca de la preforma. Como se utiliza en la presente, el término "región de fondo de la preforma" se refiere a la parte de la preforma directamente opuesta a la región de cuello y que no tiene una sección transversal constante. El término "región de pared lateral de la preforma" se refiere a la parte de la preforma entre la región del cuello y la región de fondo que tiene una sección transversal prácticamente constante. La Figura 1 ilustra una preforma (1 ) fabricada con un solo material en donde se indican la región de cuello (1a), la región de pared lateral (1 b) y la región de fondo (1c). Como se utiliza en la presente, el término "preforma incompleta" designa una preforma que está parcialmente formada y comprende al menos un volumen vacío que puede llenarse posteriormente por al menos otro material distinto antes de soplar la preforma para obtener una botella. El volumen vacío puede extenderse a través de todo el grosor de la pared de preforma (en este caso puede designarse como un orificio), pero de preferencia el volumen no se extiende a través de todo el grosor de la pared y en este caso puede designarse como un hueco. Ahora se considerará una modalidad de un proceso de la presente invención con referencia a las Figuras 2 y 3. En esta modalidad, las inyecciones de los materiales de plástico fundido para formar la preforma y el moldeo por (estirado) soplado de la preforma se realizan en máquinas separadas. En la primera estación de inyección (2), un primer material plástico fundido (4) se inyecta a través de una tobera de inyección (6) en una primera cavidad de moldeo (8). Esta cavidad de moldeo (8) está limitada en la parte exterior por un primer molde de preforma (10) y en la parte interior por un vastago cilindrico interno (12) ubicado en el centro del molde de preforma. La primera tobera de inyección tiene un eje central (no se ilustra en esta figura para facilitar la comprensión de los diagramas) que en este ejemplo es coaxial con el vastago cilindrico. Esta primera cavidad de moldeo está adaptada de forma tal que quede al menos un volumen (14) vacío en la preforma obtenida (15) después de que el primer material se ha inyectado completamente. Esta preforma que comprende al menos un volumen vacío se designa en la presente como una preforma "incompleta" (15). Para obtener una primera cavidad de moldeo adaptada de forma tal que quede al menos un volumen (14) vacío en la preforma obtenida después de que el primer material se ha inyectado completamente pueden usarse diferentes opciones. Por ejemplo como se ilustra en la Figura 2, el interior del primer molde de preforma puede comprender uno (o más) volúmenes salientes de material de moldeo (que puede ser acero inoxidable) que dejarán uno (o más) volúmenes vacíos correspondientes en la preforma incompleta (15) obtenida. Una vez que el primer material plástico se ha enfriado y solidificado lo suficiente, el primer molde de preforma puede abrirse. El vastago y la preforma incompleta (15) asentada sobre él pueden rotarse hasta la segunda estación de inyección (16). La segunda estación de inyección (16) puede comprender una segunda cavidad de preforma (18) formada por el espacio entre un vastago interno (12) y un segundo molde de preforma (20); esa segunda cavidad de preforma está adaptada de forma tal que el segundo material fundido pueda moldearse por inyección para llenar al menos un volumen vacío (14). Después de cerrar el segundo molde de preforma (20), el segundo material (22) se inyecta en estado fundido a través de una tobera de inyección (24) diferente que tiene un segundo eje central en uno o más de uno de los volúmenes vacíos (14) para completar (al menos parcialmente) la preforma incompleta (15). El eje central de la primera tobera de inyección y el eje central de la segunda tobera de inyección no son coaxiales. De preferencia, las temperaturas respectivas del primer material y del segundo material en el momento de la inyección del segundo material favorecen la unión eficaz de los materiales. Esto puede determinarse fácilmente por medio de la simple experimentación repetitiva. En otra modalidad (no ¡lustrada), el primero y el segundo de los pasos de inyección pueden realizarse en el mismo molde de preforma; ese molde de preforma comprende elementos móviles que cierran el volumen o los volúmenes vacíos que serán ocupados por el segundo material durante la inyección del primer material fundido; esos elementos se retiran antes de realizar el paso ii) de forma tal que el segundo material fundido pueda inyectarse en al menos un volumen vacío previamente ocupado por los elementos desmontables. El primero y el segundo de los materiales pueden luego inyectarse a través de toberas de inyección que tienen ejes centrales diferentes. Por lo general, se usarán toberas de inyección diferentes, ya que de cualquier otra forma la misma tobera debe tener la capacidad de moverse con respecto a la preforma. También se contempla que los elementos móviles del molde pueden ser intercambiables, y de ese modo pueden obtenerse diversos diseños y formas con la misma máquina de inyección. Asimismo, se contempla que pueden usarse elementos no móviles, pero intercambiables, en la cavidad del molde de una máquina para aumentar también la versatilidad de una máquina de inyección. En el diagrama esquemático de la Figura 2 se representa solamente un volumen vacío (14), pero una persona de habilidad en la industria comprende claramente que varios volúmenes vacíos en la preforma incompleta pueden llenarse simultáneamente con el segundo material usando una tobera de inyección con cabezales múltiples. Las estaciones de inyección, opcionalmente equipadas con toberas de inyección de cabezales múltiples son comúnmente utilizadas en la industria del moldeo por inyección para formar objetos compuestos hechos de materiales plásticos diferentes tales como mangos de cepillos dentales o carcasas de teléfonos celulares. Estas estaciones de inyección pueden adaptarse fácilmente para ser usadas en la presente invención como la primera y/o la segunda estación de inyección como se describieron anteriormente.

El segundo material (22) es diferente al primer material (4). El término diferente significa que la composición del primer material no es exactamente la misma que la composición del segundo material. En particular, la apariencia del primer y segundo materiales preferentemente es visualmente distinta. Por ejemplo el primer y segundo materiales pueden contener pigmentos diferentes, o un material puede ser incoloro mientras que el otro material comprende un pigmento. Sin embargo, también se prefiere que el primer y el segundo de los materiales tengan propiedades físicas similares de forma tal que el segundo material se "suelde" adecuadamente al primer material cuando se inyecta y que la preforma no tienda a Asurarse durante el soplado posterior. Por consiguiente, los primeros y los segundos materiales preferentemente están compuestos del mismo tipo de plástico. Los ejemplos no restrictivos de materiales termoplásticos comunes que pueden usarse como el primero y el segundo de los materiales son: tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP), naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG), tereftalato de policiclohexilendimetileno (PCT), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con glicol (PCTG), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con ácido (PCTA), policarbonato de bisfenol-A, mezclas de poliésteres con policarbonato de bisfenol-A, elastómeros con base de poliéster, polietileno (inclusive polietileno de baja densidad, polietileno de media densidad y polietileno de alta densidad), propilen etileno, resina copolimérica, resina copolimérica de acetato de etilenvinilo, otras resinas poliolefínicas, resinas de poliamida, resinas ionoméricas, resinas ABS, cloruro de polivinilo, otras resinas sintéticas, y copolímeros de éstas. Los materiales preferidos son tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP), naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG), tereftalato de policiclohexilendimetileno (PCT), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con glicol (PCTG), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con ácido (PCTA), policarbonato de bisfenol-A, mezclas de poliésteres con policarbonato de bisfenol-A, elastómeros con base de poliéster, polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), y mezclas de éstos. Los polímeros que se prefieren especialmente, en particular cuando la preforma está moldeada por estirado-sopiado son el tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP), naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG), tereftalato de policiclohexilendimetileno (PCT), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con glicol (PCTG), tereftalato de policiclohexilendimetileno modificado con ácido (PCTA), policarbonato de bisfenol-A, mezclas de poliésteres con policarbonato de bisfenol-A, y mezclas de éstos. Cuando se usan distintos tipos de material plástico, preferentemente tienen la mayor compatibilidad posible. En la Figura 7 de la patente GB 2,191 ,145 se incluye un cuadro de compatibilidad para los materiales plásticos comunes en un contexto de extrusión (no inyección). Sin embargo, se considera que este cuadro puede ser útil en la selección de materiales para la presente ¡nvención. Se encontró que el PETG proporciona resultados excelentes en términos de resistencia de la línea de soldadura (los límites entre los materiales). Para obtener los mejores resultados, en particular la mayor resistencia posible para la unión entre los materiales, el volumen vacío preferentemente no debe extenderse a través de todo el grosor de la preforma, en otras palabras, el volumen vacío debe formar un hueco. De preferencia, este hueco se ubica en la superficie externa de la preforma. De preferencia, el primer material se inyecta en la región de fondo de la preforma para que se forme un hueco en la superficie externa de la región de pared lateral de la preforma incompleta, y el segundo material se inyecta en algún lugar de la pared lateral de la preforma para llenar ese hueco y completar la preforma. Entonces, toda la región de fondo de la preforma está preferentemente fabricada con el primer material. La preforma puede estar totalmente completa después de la inyección del segundo material, pero también se contempla que la preforma pueda estar solo parcialmente completa después de la inyección del segundo material, por ejemplo en modalidades en las cuales un tercer material o más materiales se inyectan también en los volúmenes vacíos restantes. Otra vez con referencia a la modalidad de la Figura 2, después de que el segundo material se ha inyectado y de que la preforma está completa, se abre el segundo molde de preforma (20) y el vastago (12) sobre el cual se asienta la preforma completa (26) se rota hasta una sección de retiro (28) en donde la preforma completa se retira del vastago (12) en forma segura. El vastago puede rotarse nuevamente hasta el primer molde de preforma para comenzar un ciclo nuevo. La preforma completa ya puede moldearse por (estirado) soplado para formar una botella. Naturalmente, las preformas completas pueden moldearse por (estirado) soplado en el mismo sitio de fabricación o pueden almacenarse y luego transportarse a granel hasta un sitio especializado en moldeo por soplado. Para la preforma normal puede usarse un proceso estándar de moldeo por estirado-sopiado. Por ejemplo como se muestra en la Figura 3, las preformas completas (26) pueden colocarse en una cinta transportadora de preformas (30) y calentarse nuevamente por medio de una unidad de calentamiento (32) para aumentar su capacidad de estirado y luego pueden colocarse en un vastago convencional de estirado (34) en una cavidad de moldeo por soplado (36). La acción simultánea del aire comprimido (u otro gas) que pasa a través de válvulas en el vastago de estirado para la dilatación y del vastago de estirado (34) en sí mismo dilatan el cuerpo de la preforma dentro del molde de preforma. Luego, el molde de soplado se abre y la botella terminada (38) se expulsa. También puede usarse un proceso común de moldeo por soplado sin estirado. La Figura 4 ilustra un proceso de cuatro etapas que es similar, pero más automatizado que el proceso descrito en las Figuras 2-3. En este proceso, la primera y la segunda de las etapas de inyección pueden realizarse en una forma similar a la descrita en la Figura 2 con estaciones de inyección similares (2, 16). La preforma completa (26), mientras está asentada en el vastago puede luego rotarse directamente hasta una estación de moldeo por soplado (40) después de pasar por la segunda estación de inyección. Después puede pasarse aire comprimido u otro gas a través de una o más válvulas del vastago (12) para dilatar el cuerpo de la preforma de modo que adquiera la forma del molde de soplado (36). De manera alternativa, en esta etapa también puede retirarse el vastago (12) y un vastago de estirado puede adaptarse para estirar el molde de soplado insertado en la preforma a través de su cuello. Luego puede abrirse el molde de soplado y la botella terminada (38) puede expulsarse en una estación de expulsión (42). Después puede rotarse el vastago de nuevo hasta la primera estación de inyección (2) de modo que comience un nuevo ciclo. Evidentemente, la máquina puede comprender hasta cuatro vastagos de modo que los pasos de inyección, el paso de soplado y el paso de expulsión puedan aplicarse simultáneamente con preformas/botellas diferentes. La Figura 5 es otro ejemplo de un proceso de cuatro etapas que ¡lustra la presente ¡nvención. En este proceso, la preforma completa (26) obtenida después de la segunda estación de inyección (16) se rota hasta una estación de acondicionamiento (44) que comprende calentadores (46) en donde la preforma completa se vuelve a calentar antes de la etapa de moldeo por soplado en una estación de moldeo por soplado y expulsión (48). Al final, la botella terminada (38) se expulsa del molde de soplado (40).

Los procesos de las Figuras 4 y 5 son ventajosos porque las preformas se transforman inmediatamente en productos terminados. Sin embargo, las máquinas usadas para estos procesos son más complejas que las máquinas que pueden usarse para un proceso de 2 pasos como el ¡lustrado en las Figuras 2-3 en donde las etapas de inyección y moldeo por soplado se realizan en máquinas diferentes. A pesar de que las modalidades de la invención ilustradas en la presente describen procesos y preformas hechas de dos materiales, también se contemplan combinaciones de tres o más materiales dentro del alcance de la presente ¡nvención. Por ejemplo una tercera o más estaciones de inyección pueden añadirse a los procesos descritos en la presente. La distribución del primero y del segundo de los materiales en las preformas completas puede controlarse adecuadamente por la forma de los moldes de preforma utilizados, y las preformas obtenidas pueden reproducirse con una gran consistencia. Además, los límites entre el primero y el segundo de los materiales son precisos. Este resultado no podía obtenerse por medio del proceso descrito en la patente de la industria anterior WO97/21539, y las preformas que pueden obtenerse de conformidad con los procesos reivindicados se consideran como nuevos. Para obtener estas nuevas preformas pueden usarse otros procesos distintos a los procesos preferidos descritos anteriormente. Por ejemplo una preforma completa convencional (completamente formada) hecha solamente con un primer material puede formarse por medios convencionales.

Uno o más volúmenes seleccionados de esta preforma pueden luego laminarse fuera de la preforma para formar una preforma incompleta y esta preforma incompleta puede luego completarse por medio de moldeo por inyección del segundo material en el volumen o los volúmenes vacíos usando el mismo molde de inyección o un molde de inyección diferente. Si la preforma incompleta vuelve al primer molde para continuar la inyección, se evita la necesidad de usar dos estaciones de moldeo por inyección. La inyección del segundo material a través de una segunda tobera puede aumentar el costo de la máquina, pero amplía la elección de la distribución del primer material en el segundo material, en particular para la inclusión del material en las paredes laterales de las botellas como se muestra en las Figuras 6 a 11. También es posible usar el segundo molde para inyectar el segundo material. De conformidad con la presente ¡nvención, el primer material y el segundo material pueden distribuirse en diversas formas y maneras entre sí, como se ¡lustra en las Figuras 6 a 11. Por ejemplo el segundo material puede adquirir formas tales como cuadrados, rectángulos, rectángulos con esquinas redondeadas, círculos u óvalos, letras, palabras, etc. La Figura 6 muestra un ejemplo de una botella que tiene inclusiones múltiples del segundo material (22) en una matriz continua hecha de un primer material (4).

En la Figura 7, el segundo material (22) forma líneas de graduación y ello incrementa la exactitud de la lectura de la proporción de contenido que queda en la botella cuando el segundo material es transparente. La Figura 8 ilustra una botella con un panel de color amplio que podría usarse para encuadrar una etiqueta. La Figura 9 ilustra una botella curva en la cual el segundo material está distribuido en áreas de la botella en donde sería difícil aplicar una etiqueta con medios convencionales. La Figura 10 ¡lustra la forma en la cual pueden mostrarse letras o un logotipo en la preforma y la botella. La Figura 11 ilustra una preforma en la cual se observan diversos anillos del segundo material insertados en la superficie externa de la pared lateral de la preforma. Los anillos ¡lustrados son ondulados, pero podrían ser rectos. La Figura 12 es un diagrama esquemático en sección transversal de una preforma como la ¡lustrada en la Figura 6. La Figura 13 es un diagrama esquemático en sección transversal de una preforma como la ¡lustrada en la Figura 11. La Figura 14 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como las ¡lustradas en las Figuras 6 y 12, en donde el primer material está completamente inyectado en la primera cavidad de moldeo. Los volúmenes vacíos (14), que en este caso son tres, quedan vacíos después de inyectar el primer material. En este caso, el primer eje central (54) de la primera tobera (6) es coaxial con el eje central del vastago interno (12), a pesar de que en la presente invención esto no siempre es necesario. La Figura 15 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como las ilustradas en las Figuras 6 y 12, en donde el segundo material está completamente inyectado en la segunda cavidad de moldeo. De conformidad con la presente invención, el segundo eje central (56a, 56b, 56c) de cada segunda tobera de inyección (24a, 24b, 24c) no es coaxial con el primer eje central (54) de la primera tobera de inyección. La Figura 16 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como la ilustrada en las Figuras 11 y 13, en donde el primer material está completamente inyectado en la primera cavidad del moldeo. La Figura 17 es una vista esquemática en sección transversal de un primer molde de preforma útil para fabricar una preforma como las ilustradas en las Figuras 11 y 13, en donde el segundo material está completamente inyectado en la segunda cavidad de moldeo. El primer eje central (54) de la primera tobera de inyección (6) no es coaxial con el eje central de cualquiera de los segundos ejes centrales (56a, 56b, 56c) de las segundas toberas de inyección (24a, 24b, 24c). Los procesos de conformidad con la invención están adaptados para producir preformas y botellas hechas de dos o más materiales, en donde esos materiales tienen una distribución precisa y reproducible en la botella. En base al diseño deseado para la botella, la preforma y el molde de soplado requeridos pueden diseñarse en la computadora por medio de simulación, p. ej. con herramientas de Análisis de elementos finitos (FEA, por sus siglas en inglés). Las botellas mostradas en las Figuras 6 a 11 ilustran el tipo de resultados que pueden obtenerse al soplar las preformas de la derecha. El punto de inyección del primer material (50) y el punto de inyección del segundo material (52) preferentemente están ubicados en regiones diferentes de la preforma. Estos puntos diferentes de inyección para los dos materiales permiten repartir los materiales de la preforma con mayor perfección, por ejemplo el segundo material puede incluirse en la pared lateral de la preforma, como se ilustra en la Figura 2, lo cual no se describió en la industria anterior. De preferencia, tanto el punto de inyección del primer material (50) como el punto de inyección del segundo material (52) están en la superficie de la preforma completa. De preferencia, el punto de inyección del primer material (50) y el punto de inyección del segundo material (52) se ubican a una distancia de al menos 5 mm, de preferencia de 10 mm entre sí. Las Figuras 12 y 13 ¡lustran preformas en donde el punto de inyección del primer material (50) está en la región de fondo de la preforma completa y los puntos de inyección del segundo material (52a, 52b, 52c) están en la pared lateral de la preforma completa. El primero y el segundo de los materiales pueden estar distribuidos en capas horizontales superpuestas.

Como se consideró anteriormente, el segundo material puede extenderse a través de todo el grosor de la pared, pero de preferencia solamente rellena un hueco de la región de pared lateral de la preforma en donde no se extiende a través de todo el grosor de la pared. Además de las funciones decorativas, las preformas compuestas y las botellas pueden incluso tener funciones adicionales: por ejemplo si el primer material (4) es opaco y el segundo material (22) es transparente, el usuario puede mirar a través del segundo material para ver qué cantidad de contenido queda en la botella sin necesidad de abrirla. También pueden obtenerse otros efectos especiales. Por ejemplo el primero o el segundo de los materiales puede contener colorantes termocrómicos de forma tal que las partes de la botella o de la preforma moldeadas con esos colorantes termocrómicos cambien de color cuando estén expuestas a cambios de temperatura. Estos cambios de color pueden ser reversibles o irreversibles en función del colorante usado. Las botellas de conformidad con la invención también pueden ser útiles contra la falsificación por parte de personas inescrupulosas. La falsificación de artículos de alto valor tales como los cosméticos es un problema creciente y para los falsificadores es más difícil copiar una botella hecha de dos materiales integrados de colores diferentes. Si se desea obtener una botella de un solo color, el primer material y el segundo material pueden tener un mismo color en condiciones normales, pero en uno de los colores puede añadirse un agente reactivo a la luz ultravioleta. El agente reactivo a la luz ultravioleta brilla cuando es iluminado con una lámpara de luz ultravioleta adecuada como puede ser un detector de sostenimiento con la mano, similar al usado para detectar los billetes falsos. Esto facilitaría el control de las falsificaciones en lugares tales como las aduanas o los mercados.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un proceso para fabricar una preforma (26) adecuada para moldear una botella por soplado hecha de al menos un primer material (4) y un segundo material (22) diferente del primer material; ese proceso comprende los pasos de: i) Formar una preforma incompleta (15) por medio de moldeo por inyección de un primer material (4) en una cavidad de preforma (8) a través de una primera tobera de inyección que tiene un primer eje central (54); esa cavidad de preforma (8) está formada por el espacio entre un vastago interno (12) y un molde de preforma (10), en donde esa cavidad de preforma (8) está configurada de forma tal que quede al menos un volumen vacío (14) en la preforma incompleta (15) después de inyectar completamente el primer material (4) en esa cavidad de preforma (8), y ii) inyectar el segundo material (22) en el volumen vacío (14) a través de una segunda tobera de inyección (24) que tiene un segundo eje central (56), caracterizado porque el primer eje central y el segundo eje central no son coaxiales.

2. Una preforma (26) fabricada con al menos un primer material y un segundo material (22) diferente del primer material, en donde esa preforma puede obtenerse por medio del proceso de la reivindicación 1.

3. La preforma de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque tanto el punto de inyección del primer material (50) como el punto de inyección del segundo material (52) están en la superficie de la preforma completa.

4. La preforma de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada además porque el punto de inyección del primer material y el punto de inyección del segundo material están separados por una distancia de al menos 5 mm, de preferencia 10 mm entre sí.

5. La preforma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada además porque la preforma comprende una región de fondo (1c) y una región de pared lateral (1 b), en donde la región de fondo está completamente fabricada con el primera material y la región de pared lateral está fabricada con el primer material, excepto al menos un volumen (14) que se rellena con el segundo material (22).

6. La preforma (26) de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque el volumen es un hueco en la superficie externa de la preforma que no se extiende a través de todo el grosor de la pared lateral de la preforma.

7. La preforma de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el hueco relleno con el segundo material forma al menos un anillo en la superficie externa de la preforma.

8. La preforma de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el hueco, en la superficie de la preforma, adquiere una forma distinta a un anillo.

9. Un proceso para obtener una botella fabricada con un primer material y un segundo material diferente al primer material; el proceso comprende el paso de moldear por soplado una preforma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8.

10. Una botella fabricada con al menos un primer material y un segundo material diferente al primer material, en donde la botella puede obtenerse por medio del moldeo por soplado de una preforma de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8.