BRPI0809560A2

BRPI0809560A2 - Processo de enchimento de uma embalagem retrátil

Info

Publication number: BRPI0809560A2
Application number: BRPI0809560-4A2A
Authority: BR
Inventors: Jacques Thomasset
Original assignee: Aisapack Holding Sa
Priority date: 2007-03-31
Filing date: 2008-02-24
Publication date: 2014-09-16
Also published as: CA2679801A1; EP2129614A2; WO2008120115A2; CA2679801C; JP5139510B2; MX2009009363A; ES2421331T3; MY147820A; JP2010523413A; US20100119743A1; EP2129614B1; WO2008120115A3; US8333055B2; HK1140177A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE ENCHIMENTO DE UMA EMBALAGEM RETRÁTIL".

DOMÍNIO DA INVENÇÃO

A invenção refere-se a um processo de acondicionamento de um 5 produto líquido em uma embalagem retrátil. A invenção descreve o acondicionamento de um produto de temperatura elevada em um recipiente plástico que se retrai sob o efeito dessa elevada temperatura. O processo se aplica notadamente ao acondicionamento de um produto a mais de 60°C em uma garrafa em PET que não sofreu termofixação.

ESTADO DA TÉCNICA

As garrafas em polietileno tereftalato (PET) são utilizadas em numerosos domínios, devido às suas excelentes propriedades: resistência, leveza, transparência, organoléptica. Essas garrafas são fabricadas à grande cadência por estiramento biaxial de uma pré-forma em um molde.

Todavia, embora essas garrafas ofereçam numerosas vanta

gens, elas apresentam o inconveniente de se deformarem, quando sua temperatura é superior a 60°C. O acondicionamento de um produto à temperatura elevada (85°C) nessas garrafas gera deformações tais que essas garrafas se tornam impróprias para o consumo. Vários processos são descritos na 20 técnica anterior, a fim de prevenir o inconveniente pré-citado e permitir o enchimento a quente de garrafas PET.

A termofixação é considerada como sendo o processo mais eficaz para melhorar a resistência ao calor das garrafas biorientadas em PET. O princípio desse processo, amplamente difundido no mercado, consiste em 25 fazer as paredes da garrafa sofrerem um tratamento térmico, a fim de aumentarem a cristalização e melhorar assim a estabilidade molecular à temperatura elevada. Esse princípio pode ser declinado em vários processos e dispositivos de termofixação descritos na técnica anterior. Uma vantagem importante dos processos de termofixação é de não modificar os processos 30 de acondicionamento, a termofixação da garrafa sendo realizada, quando da fabricação dessa garrafa.

Todavia, as garrafas tendo sofrido um tratamento térmico, a fim de permitir o acondicionamento de um líquido à temperatura elevada, apresentam vários inconvenientes.

Um primeiro inconveniente reside no fato de só graus específicos de tereftalato de polietileno poderem ser utilizados. Esses graus são 5 mais difíceis de produzir e geram um sobrecusto da embalagem.

Um segundo inconveniente está ligado à diminuição da cadência de produção das garrafas, porque o processo de termofixação diminui a velocidade do ciclo de sopro.

Um terceiro inconveniente está ligado ao peso dessas garrafas. 10 Quando uma garrafa é cheia com um líquido quente, resulta daí, após resfriamento, uma pressão negativa no interior da garrafa; essa pressão negativa tendo por efeito deformar aleatoriamente as paredes da garrafa. O processo o mais difundido para fazer face à pressão negativa na garrafa é o acréscimo de painéis de compensação que permitem deformar, de forma controla15 da, a garrafa. Todavia, as garrafas que apresentam painéis de compensação são mais rígidas e, portanto, mais pesadas. Resulta daí um excedente de matéria que não é estritamente necessário à boa conservação do produto. Além disso, os painéis de compensação prejudicam a estética da garrafa, o que a torna menos atraente para o consumidor.

Os pedidos de patente W02004106175 e W02005002982 pro

põem uma concepção do fundo da garrafa que pode se deformar e evita a utilização de painéis laterais de compensação.

O pedido de patente FR2432991 propõe um processo de enchimento de uma garrafa em PET que evita a utilização de garrafas que sofre25 ram uma termofixação. Esse processo consiste em resfriar as paredes externas da garrafa, a fim de evitar qualquer deformação da garrafa durante ciclo de acondicionamento. De acordo com esse processo, o resfriamento das paredes externas da garrafa pode ser interrompido, quando não é mais indispensável para evitar a deformação dessa garrafa. Esse processo permi30 te evitar as deformações da garrafa durante o enchimento. Todavia, esse processo não permite suprimir os painéis de compensação para fazer face à pressão negativa na garrafa, após resfriamento. A patente US 5251424 propõe também um processo de acondicionamento de uma garrafa em PET que evita a utilização de garrafas que sofreram uma termofixação. Esse processo consiste em encher a garrafa com líquido à alta temperatura, e acrescentar uma dose de nitrogênio líqui5 do, antes do fechamento. A vaporização do nitrogênio gera uma pressão na garrafa que evita sua retração. Além disso, esse processo permite evitar os painéis de compensação laterais, pois o nitrogênio mantém uma pressão suficiente na garrafa para compensar a variação do volume do líquido. Teoricamente, o processo descrito na patente US5251424 deveria permitir a uti10 lização de garrafas em PET convencionais, assim como uma redução dos custos. Todavia, na prática, esse processo é muito difícil de aplicar. A superpressão gerada imediatamente, após fechamento da garrafa, cujas paredes estão à alta temperatura, gera uma deformação imediata e não desejada da embalagem.

Para prevenir os inconvenientes da patente US5251424, a pa

tente US6502369 propõe um processo similar, mas com um enchimento da garrafa na cavidade de um molde. Esse processo consiste em introduzir a garrafa na cavidade de um molde, em encher a garrafa com um líquido à alta temperatura, e acrescentar uma dose de nitrogênio líquido antes do fecha20 mento. A vaporização do nitrogênio coloca em pressão a parede da embalagem contra a parede de um molde resfriado. Esse processo permite a obtenção de garrafas convencionais cheias à alta temperatura, todavia a complexidade da máquina de acondicionamento que consiste em encher cada garrafa na cavidade de um molde torna esse processo de utilização difícil.

Os processos propostos na técnica anterior têm todos um ponto

comum que consiste em evitar a retração da embalagem sob o efeito da temperatura. O volume da embalagem é, portanto, inalterado antes do acondicionamento e depois deste.

EXPOSIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO Contrariamente aos processos propostos na técnica anterior, o

princípio da invenção consiste em explorar as propriedades de retração da embalagem durante a fase de acondicionamento e leva, por conseguinte, a uma variação do volume dessa embalagem. O volume da embalagem cheia, de acordo com a invenção, é menor, após acondicionamento.

O processo, de acordo com a invenção, consiste em utilizar, de forma controlada, as propriedades de retração das embalagens, quando são 5 cheias à alta temperatura (geralmente 85°C para as garrafas em PET). Esse processo é vantajoso, pois permite, por um lado, utilizar embalagens que não sofreram tratamento térmico prévio e permite evitar ou limitar a criação de uma pressão relativa negativa na embalagem, após resfriamento.

A invenção tem por objeto notadamente um processo, tal como definido nas reivindicações.

A invenção refere-se também a um dispositivo e a um recipiente, tais como definidos nas reivindicações.

O processo descrito na invenção permite encher embalagens que se retraem, quando são submetidos à temperatura elevada de acondi15 cionamento do produto. Essas embalagens plásticas apresentam uma orientação molecular que se retrai a essa elevada temperatura. A invenção se aplica notadamente ao enchimento de recipientes em PET biorientados, tais como as garrafas. A invenção se aplica também ao enchimento à alta temperatura de embalagens plásticas confeccionados a partir de películas, es20 sas películas retraindo-se sob o efeito dessa alta temperatura.

O processo, de acordo com a invenção, permite também gerar uma pressão relativa positiva no interior de uma embalagem retrátil. A invenção consiste em retrair uma embalagem cheia e fechada hermeticamente, aquecendo-se a parede dessa embalagem. O processo, de acordo com a 25 invenção, permite melhorar o ato de segurar com a mão e a resistência à compressão vertical de embalagens com paredes finas.

A invenção será melhor compreendida com o auxílio das seguintes figuras:

- as figuras 1 a 11 descrevem um primeiro modo de realização da invenção;

- as figuras 1 e 2 descrevem o conceito geral do primeiro modo de realização da invenção. A figura 1 mostra a embalagem imediatamente após enchimento e bujonamentõ, o produto no interior da embalagem estando à alta temperatura.

A figura 2 mostra a embalagem em fim de processo de acondicionamento do produto. O volume da embalagem é menor, devido à retração da embalagem.

As figuras 3 a 8 apresentam as diferentes etapas do processo.

A figura 3 mostra uma embalagem, antes do enchimento.

A figura 4 ilustra o enchimento do produto à alta temperatura na embalagem.

A figura 5 mostra o fechamento da embalagem de forma estanque.

A figura 6 ilustra a retração da embalagem, o produto estando à alta temperatura. A pressão no interior da embalagem comprime o volume de gás no nível do espaço de cabeça.

A figura 7 mostra o resfriamento da embalagem e o retorno à temperatura ambiente do produto.

A figura 8 mostra a embalagem resfriada à temperatura ambiente. A expansão do volume de gás no nível do espaço de cabeça compensa a contração térmica do produto.

A figura 9 ilustra um resfriamento local da embalagem no decorrer do processo de acondicionamento.

As figuras 10 e 11 ilustram o enchimento a quente de uma embalagem confeccionada a partir de uma película que se retrai a essa alta temperatura.

A figura 10 mostra a embalagem logo após enchimento do produto à alta temperatura e fechamento hermético.

A figura 11 ilustra a geometria da embalagem retraída.

As figuras 12 e 13 ilustram um segundo modo de realização da invenção que consiste em gerar uma superpressão em uma embalagem retráctil à alta temperatura e cheio à baixa temperatura.

A figura 12 ilustra o aquecimento que permite criar uma retração local das paredes da embalagem e gerar assim uma pressão na embalagem.

A figura 13 mostra que o volume da embalagem após retração é menor do que o volume inicial.

EXPOSTO DETALHADO DA INVENÇÃO

A invenção consiste em utilizar as propriedades de retração de uma embalagem, quando é aquecido à alta temperatura. No exposto da invenção, o termo “alta temperatura” define uma temperatura que permite iniciar a retração da embalagem; e por oposição o termo “baixa temperatura” define uma temperatura inferior à temperatura de retração.

As propriedades de retração de uma embalagem dependem muito dos processos de fabricação e mais precisamente da orientação molecular induzida, quando dessa fabricação. Por exemplo, uma embalagem tal como uma garrafa em PET, fabricada por biestiramento de uma pré-forma 15 em um molde, se retrai muito, quando é aquecido à alta temperatura. Outras embalagens, tais como as embalagens confeccionadas a partir de uma película, podem também apresentar propriedades de retração similares.

O primeiro modo de realização da invenção consiste em utilizar a retração da embalagem, quando do acondicionamento de um produto à 20 alta temperatura, esse produto tendo por efeito aquecer as paredes da embalagem e gerar a retração. O ponto-chave da invenção consiste em utilizar, de forma controlada, a retração da embalagem para limitar as deformações e prevenir pelo menos parcialmente à pressão relativa negativa que aparece habitualmente na embalagem após resfriamento.

O princípio geral da invenção é apresentado a partir das figuras

1 e 2.

A figura 1 mostra a geometria inicial da embalagem 1, compreendendo um gargalo 4, um corpo cilíndrico 5 e um fundo 6. A embalagem apresenta uma forte retração de suas paredes, quando é aquecida à alta 30 temperatura. A figura 1 mostra a embalagem 1 cheia de um produto à alta temperatura. A figura 1 mostra a embalagem 1 cheia de um produto à alta temperatura 9, e fechada hermeticamente com uma tampa 8. A embalagem é cheia também de gás 10 no nível do espaço de cabeça, esse gás podendo ser o ar. O nível de enchimento 11, que define o volume relativo de produto á alta temperatura e de gás no interior da embalagem no momento de seu fechamento, é definido de forma precisa. Antes do fechamento hermético da 5 embalagem, é geralmente preferível evitar a retração dessa embalagem. É por isso que, quando a retração da embalagem é rápida, pode ser vantajoso utilizar meios para bloquear a retração, antes desse fechamento hermético.

A figura 2 mostra a embalagem 1 e seu conteúdo após resfriamento à temperatura ambiente. A embalagem se retraiu, quando do acondicionamento do produto à alta temperatura. A variação de volume da embalagem está representada esquematicamente pela variação de altura 3 da embalagem. A variação de volume pode estar ligada a uma variação de altura, a uma variação de diâmetro ou a uma mudança de geometria. Em todos os casos, a variação de volume é criada pela retração das paredes da embalagem. Certas partes da embalagem não são retraídas como o gargalo 4, por exemplo, que assegura a estanqueidade com a tampa. A figura 2 mostra também o volume de produto 9 no interior da embalagem; esse volume tendo diminuído, devido à contração do produto 9, quando do resfriamento à temperatura ambiente. De acordo com a invenção, a retração das paredes da embalagem, após fechamento hermético, permite compensar pelo menos parcialmente a contração do produto, quando do resfriamento. É frequentemente vantajoso retrair suficientemente a embalagem para gerar uma pressão relativa no interior da embalagem superior ou igual a zero, quando está à temperatura ambiente. Assim, a utilização de embalagens com painéis de compensação não é mais necessária.

As figuras 3 a 8 ilustram o enchimento de embalagens em PET, e descrevem cada etapa do processo.

A figura 3 representa uma embalagem em PET 1, compreendendo um gargalo 4, paredes laterais 5 e um fundo 6. Essa embalagem apresenta uma forte orientação molecular no nível de suas paredes, de modo que essas paredes se retraem à alta temperatura. No caso de uma embalagem em PET realizada por estiramento biaxial, essa elevada temperatura, que corresponde à temperatura à qual a mobilidade molecular se torna suficiente para permitir a retração, é superior a 60°C. Geralmente, as temperaturas de enchimento a quente são pelo menos de 85°C, a fim de garantir propriedades de conservação suficientes. A essas temperaturas as paredes da 5 embalagem em PET se retraem muito e rapidamente.

A figura 4 representa o enchimento de um produto 9 à alta temperatura na embalagem 1 que se retrai a essa alta temperatura. Em geral, o resfriamento das paredes externas da embalagem 1 é necessário, a fim de evitar a retração da embalagem durante esse enchimento. Meios 7 resfriam 10 a parede externa da embalagem no nível do gargalo 4, das paredes laterais 5 e do fundo 6. Em certos casos, um resfriamento parcial das paredes da embalagem é suficiente. A título de exemplo, o resfriamento da parede externa da garrafa pode ser feito com um fluido à baixa temperatura projetado sobre a embalagem. O enchimento é feito rapidamente, a fim de evitar a re15 tração da embalagem sob o efeito da temperatura. A embalagem 1 não é completamente cheia com o produto 9, a fim de deixar um volume de gás suficiente no espaço de cabeça. Esse gás é geralmente o ar, todavia pode ser vantajoso, em certos casos, utilizar gases específicos com o nitrogênio ou o gás carbônico. O acréscimo de gases específicos no espaço de cabeça 20 é feito de hábito imediatamente após o enchimento e antes do fechamento hermético da embalagem.

A figura 5 ilustra o fechamento hermético da embalagem 1, após o enchimento do produto 9 à alta temperatura. O nível de enchimento 11, no momento do fechamento hermético, define a taxa de enchimento, isto é, as 25 proporções relativas do produto 9 e do gás 10 na embalagem. A taxa de enchimento exerce um papel importante na invenção, pois define a pressão residual na embalagem após resfriamento. Esse aspecto será compreendido melhor, após a exposição completa das diferentes etapas do processo. Quando da etapa de fechamento hermético da embalagem ilustrada na figu30 ra 5, é freqüentemente preferível continuar a resfriar a parede externa da embalagem. A operação de fechamento consiste na aplicação de uma tampa 8 sobre o gargalo 4, a fim de fechar hermeticamente a embalagem 1. No momento do fechamento, a pressão relativa no interior da embalagem é nula. Meios de resfriamento 7 evitam a elevação em temperatura muito elevada da embalagem e sua retração. A etapa de fechamento ilustrada na figura 5 é realizada rapidamente, segundo métodos conhecidos. A título de exemplo, o fechamento pode ser feito por arrolhamento ou por soldagem.

A figura 6 ilustra a etapa-chave do processo de acondicionamento, segundo a qual a embalagem se retrai de forma controlada. Nessa etapa, as paredes da embalagem se retraem sob o efeito da temperatura e criam uma diminuição do volume dessa embalagem. Segue-se uma elevação em 10 pressão na embalagem que é fechada hermeticamente. Essa elevação em pressão rápida tem por efeito comprimir o volume de gás no interior da embalagem.

A etapa de retração da embalagem ilustrada na figura 6 é iniciada, quando o produto é ainda suficientemente quente para criar a retração. 15 Geralmente, a retração é feita imediatamente após fechamento, quando o produto é ainda à elevada temperatura. Quando a temperatura do produto é muito elevada, é desejável resfriar o produto e a embalagem até uma temperatura de retração adaptada. Com efeito, uma temperatura de retração muito elevada, quando do enchimento a 100°C de uma embalagem em PET, pode 20 ser vantajoso efetuar a retração a 80°C. Portanto, é necessário resfriar o produto e a embalagem até 80°C, antes de operar a retração.

A retração é iniciada a uma temperatura suficientemente alta para gerar uma pressão no interior da embalagem, e suficientemente baixa para evitar deformações não defasadas dessa embalagem. Para embala25 gens em PET, essa temperatura está geralmente compreendida entre 65 e 100°C; todavia, uma temperatura de retração compreendida entre 75 e 90°C é vantajosa.

A retração da embalagem é habitualmente pequena e dificilmente visível a olho nu. A retração depende da embalagem, da taxa de enchimento, da temperatura e do tempo de retração. A taxa de retração tem uma influência direta sobre a pressão residual, isto é, sobre a pressão relativa na embalagem após resfriamento. Geralmente, um produto líquido cheio à alta temperatura se contrai de aproximadamente 2 % a 5 %, resfriando-se. Por exemplo, a água, resfriando-se de 85°C a 20°C, vê seu volume diminuir de aproximadamente 3 %. A diminuição do volume depende da variação de temperatura, assim como propriedades do produto. Teoricamente, uma re5 tração da embalagem igual à variação de volume do produto leva a uma pressão residual nula. Quando a retração da embalagem é maior do que a variação de volume do produto, a pressão residual é positiva; e, inversamente, quando a retração da embalagem é menor que a variação de volume do produto, a pressão residual é negativa. Na prática, a temperatura do gás, 10 quando do fechamento hermético da embalagem pode influir a pressão residual. É vantajoso aprisionar uma garrafa à baixa temperatura no momento do fechamento hermético da embalagem.

A geometria da embalagem tem uma influência direta sobre a retração de volume dessa embalagem. Foi observado que uma embalagem de pequeno volume e grande espessura era favorável para gerar uma pressão de retração elevada.

As condições de fabricações dessa embalagem têm uma grande influência sobre a retração. Para embalagens em PET, foi observado que uma temperatura de estiramento biaxial baixa permite obter embalagens que 20 se retraem muito sob o efeito da temperatura. Inversamente, uma temperatura de estiramento biaxial permite obter forças de retração menores. A temperatura de estiramento permite otimizar a força e a velocidade de retração da embalagem.

A taxa de enchimento, definida pela relação do volume de produ25 to sobre o volume da embalagem no momento do fechamento hermético, tem uma influência sobre a retração da embalagem. Quando a taxa de enchimento é muito elevada, a embalagem se retrai pouco e segue-se uma pressão residual negativa na embalagem. Inversamente, quando a taxa de enchimento é muito baixa, a embalagem se retrai muito e seguem-se defor30 mações não desejadas dessa embalagem. A taxa de enchimento deve ser ajustada em função da pressão residual desejada. Habitualmente, a taxa de enchimento é escolhida entre 85 e 98 %, e preferencialmente entre 90 e 96 %.

A figura 6 ilustra o mecanismo de retração. Sob o efeito da alta temperatura do produto 9, a embalagem se retrai e comprime o volume de gás 10 situado no espaço de cabeça. A compressão do gás é visualizada 5 pela mudança de nível de enchimento 11. A velocidade de retração da embalagem é geralmente bastante rápida e depende da temperatura de retração. De preferência, o tempo de retração é inferior a 5 minutos e preferencialmente inferior a 3 minutos. A retração é iniciada, quando o produto é ainda a alta temperatura.

A figura 7 mostra a etapa de resfriamento da embalagem e seu

conteúdo até a temperatura ambiente. Meios 7 resfriam a parede externa da embalagem. Por exemplo, água é projetada sobre a embalagem, a fim de resfriá-la, ou a embalagem pode ser mergulhada em um banho de água fria. É frequentemente vantajoso resfriar rapidamente a embalagem até a tempe15 ratura de estabilidade molecular dessa embalagem, isto é, a temperatura à qual a embalagem não se retrai. Para uma embalagem em PET estirado biaxialmente, essa temperatura é aproximadamente de 60°C. A partir dessa temperatura, a embalagem pode ser resfriada mais lentamente por convecção natural com o ar ambiente.

A figura 8 mostra a embalagem, após resfriamento à temperatu

ra ambiente. A embalagem resfriada se distingue da embalagem antes do enchimento ilustrado na figura 3; esse volume da embalagem tendo diminuído devido à sua retração no decorrer do acondicionamento. Segundo um modo preferencial, a pressão relativa no interior da embalagem é superior ou 25 igual a zero. Segundo esse modo preferencial, a embalagem não comporta painéis de compensação; esses painéis sendo inúteis, já que a pressão no interior da embalagem é positiva ou nula. A taxa de cristalização das paredes laterais da embalagem é inferior a 30 % e está habitualmente compreendida entre 15 e 25 %.

No exposto da invenção, a embalagem é sempre representada

com o gargalo 4 para cima. É comum emborcar a embalagem, após o fechamento hermético deste, a fim de tornar estéril toda a superfície interna da embalagem. O emborcamento da embalagem permite a esterilização da superfície interna do gargalo 4 e da tampa 8; essa superfície interna estando colocada em contato com o produto à alta temperatura durante o emborcamento. A esterilização da embalagem, graças à temperatura elevada do pro5 duto, permite matar os germes que podem subsistir sobre a parede interna da embalagem e assegura uma preservação ótima do produto. A esterilização da embalagem é vantajosamente realizada conjuntamente a retração da embalagem.

A invenção permite encher embalagens à alta temperatura com 10 uma grande precisão e reprodutibilidade. A reprodutibilidade necessita da utilização de embalagens produzidas de forma idêntica. Para embalagens em PET fabricadas por sopro de uma pré-forma, é importante, por exemplo, controlar a temperatura de sopro que tem uma grande influência sobre as propriedades de retração. Quando do acondicionamento do produto, é im15 portante proceder de forma idêntica com todas as garrafas. O controle do processo de fabricação das embalagens e de seu enchimento permite assegurar uma produção de grande estabilidade.

A invenção permite encher a 100°C embalagens em PET sem termofixação. O acondicionamento de um produto a 100°C pode necessitar 20 dos meios de resfriamento otimizados durante as etapas de enchimento e de fechamento hermético da embalagem. De acordo com a invenção, a embalagem pode ser cheia e retraída a 100°C; ou a embalagem pode ser cheia a 100°C e retraída a uma temperatura inferior, como 85 °C, por exemplo.

Quando o acondicionamento é feito a uma temperatura particu25 Iarmente elevada, pode ser vantajoso utilizar embalagens, das quais certas partes sofreram um tratamento térmico. É vantajoso, por exemplo, utilizar uma embalagem em PET, da qual só o gargalo é cristalizado, a fim de evitar a retração dessa parte da embalagem. Uma garrafa particularmente vantajosa apresenta um gargalo, cuja taxa de cristalização é superior àquela das 30 paredes laterais.

O fundo da embalagem é concebido para resistir conjuntamente à temperatura e à pressão que se estabelece na garrafa durante a retração. Um fundo de tipo petalóide, mesmo se sua taxa de cristalização é pequena, se mostrou particularmente adaptado. Um fundo muito estirado, cuja geometria é próxima daquela obtida em sopro livre (geometria bolha), apresenta também uma boa aptidão ao processo de enchimento.

De forma mais geral, pode ser vantajoso criar embalagens que

têm zonas de retração privilegiadas. Essas zonas de retração privilegiadas podem ser criadas, quando da fabricação dessa embalagem, gerando uma orientação molecular mais forte nessas zonas de retração. Para as embalagens em PET fabricadas por sopro, zonas de retrações privilegiadas podem 10 ser criadas, agindo sobre a taxa de estiramento e a temperatura de estiramento. Uma temperatura de sopro baixa ou uma taxa de estiramento elevada permitem aumentar a retração.

A figura 9 ilustra um outro método para ter zonas de retração privilegiadas. Esse método consiste em bloquear a retração de certas partes da embalagem durante a etapa de retração. Meios 7 resfriam a parte inferior da embalagem e evitam assim a retração dessa parte da embalagem. A parte superior da embalagem não resfriada se retrai.

O primeiro modo de realização da invenção é particularmente adaptado ao enchimento à alta temperatura de embalagens em PET biorientadas, tais como garrafas. A invenção permite se livrar da utilização de gar

- rafas q ue sofreram um tratamento de termofixação. Ela permite a utilização de garrafas sem painéis de compensação, assim como o enchimento a temperaturas tão elevadas quanto 100°C. A invenção permite também a utilização de garrafas com parede fina, essa parede fina sendo inferior a 0,3 25 mm. Finalmente, a invenção permite obter garrafas com uma ligeira pressão interna residual; essa pressão sendo gerada pela retração da embalagem, quando do processo de enchimento a quente.

A invenção pode ser aplicada para o enchimento à alta temperatura de uma grande variedade de embalagens que se retraem a essa alta temperatura. Embalagens fabricadas a partir de películas podem ser utilizadas. As figuras 10 e 11 mostram o acondicionamento de um líquido à alta temperatura em uma embalagem confeccionada a partir de uma película. A figura 10 ilustra a etapa de fechamento hermético da embalagem. A embalagem 1 comporta um corpo tubular 5 ligado a um gargalo 4 e um fundo 6; esse corpo tubular 5 sendo confeccionado a partir de uma película que se retrai sob o efeito dessa alta temperatura. Essa película que 5 comporta uma ou várias camadas apresenta uma orientação molecular suficientemente importante para gerar as propriedades de retração. Essa película não sofreu termofixação que suprime as propriedades de retração. A ligação entre a película 5 e as extremidades 4 e 6 pode ser feita por soldagem. Essas extremidades 4 e 6 têm geralmente uma espessura mais considerável 10 que o corpo tubular 5 e podem ser fabricadas por moldagem. Segundo um modo de realização preferencial, as extremidades 4 e 5, que formam respectivamente o gargalo e o fundo da embalagem, não se retraem sob o efeito dessa alta temperatura. A embalagem 1 é cheia com um produto à alta temperatura 9 e fechada hermeticamente com uma tampa 8. Um volume de gás 15 10 é preso no nível do espaço de cabeça, quando do fechamento hermético. Conforme ilustra a figura 10, a parede externa dessa embalagem não é obrigatoriamente resfriada durante o enchimento a quente e o fechamento hermético. O resfriamento pode ser necessário para limitar ou evitar a retração da embalagem, antes de o fechamento hermético.

A figura 11 ilustra a embalagem 1 retraída após resfriamento à

temperatura ambiente da embalagem e seu conteúdo. Só o corpo tubular 5 se retraiu sob o efeito das altas temperaturas. Após resfriamento, a pressão relativa residual na embalagem 1 é positiva ou nula. Uma ligeira superpressão na embalagem é favorável para melhorar a manutenção manual dessa embalagem e sua resistência à compressão vertical.

Acontece, todavia, que a retração da embalagem não seja suficiente para compensar a variação de volume do produto contido na embalagem. É o caso notadamente das garrafas de grande volume para as quais o volume de gás preso é pequeno em relação ao volume do produtos; é o ca30 so também das garrafas com paredes muito finas que geram pequenas forças de retração; e é o caso, enfim, das garrafas que têm uma taxa de encaminhamento elevado, a fim de minimizar a quantidade de oxigênio presa na garrafa. A fim de evitar que se estabeleça uma pressão negativa na garrafa em seqüência ao acondicionamento, é proposto acrescentar uma etapa de aquecimento da garrafa por uma fonte de calor externa no decorrer do acondicionamento. A etapa de aquecimento permite ativar a retração em um momento preciso, ou aumentar a amplitude da retração.

Uma primeira variante consiste em aquecer pelo menos parcialmente a embalagem imediatamente após enchimento e fechamento hermético. O aquecimento tem por efeito aumentar a retração da embalagem e comprimir o gás compreendido no espaço de cabeça. No decorrer do resfriamento o gás sob pressão se expande.

De acordo com uma segunda variante, a embalagem é aquecida, enquanto que a embalagem e seu conteúdo começaram a se resfriar. Preferencialmente, a embalagem é aquecida, quando a temperatura média das paredes está próxima da transição vítrea.

De acordo com uma terceira variante, a embalagem é aquecida

quando o resfriamento é terminado. O aquecimento permite retrair as paredes da embalagem e cria uma pressão relativa positiva ou nula no interior da embalagem.

O aquecimento da embalagem é feito preferencialmente no nível das paredes laterais. Pode ser vantajoso aquecer localmente as paredes da embalagem no nível de uma zona previamente definida denominada zona de retração.

O aquecimento é vantajosamente rápido e à alta temperatura, a fim de limitar o aquecimento do produto contido na embalagem. Um aqueci25 mento por sopro de ar quente é vantajoso. A garrafa é geralmente retraída, de forma homogênea, em torno do eixo de simetria. A rotação da garrafa em torno do eixo de simetria durante a passagem da garrafa no forno permite conseguir uma retração homogênea. Um outro método consiste em utilizar lâmpadas infravermelhas para criar a retração das paredes da embalagem. 30 As figuras 12 e 13 ilustram o segundo modo de realização do

processo que consiste em utilizar as propriedades de retração para colocar em pressão uma embalagem cheia a uma temperatura inferior à temperatura de retração. A colocação em pressão da embalagem após enchimento é particularmente útil, quando essa embalagem comporta paredes de finas espessuras. O método convencional para gerar essa pressão consiste em acrescentar, após o enchimento, um gás, tal como o nitrogênio no espaço de 5 cabeça. A mudança de estado do gás gera uma ligeira superpressão que melhora a resistência da embalagem e facilita sua utilização. A invenção permite gerar essa superpressão, sem acréscimo de um gás específico no espaço de cabeça.

A figura 12 mostra a embalagem 1 cheia de um produto 9 à bai10 xa temperatura, essa baixa temperatura sendo inferior à temperatura de retração da embalagem. Uma tampa 4 fecha hermeticamente a embalagem 1. Um volume de ar 10 é contido na embalagem e se situa no nível de uma zona retráctil da embalagem. Meios 12 aquecem pelo menos essa zona retrátil, a fim de diminuir ligeiramente o volume dessa embalagem e comprimir Iigei15 ramente o volume de ar 10.

A figura 13 ilustra a embalagem retraída. A diminuição de altura 3 serve para ilustrar a variação de volume dessa embalagem. O volume de ar 10 na embalagem diminuiu, o que indica que o ar é ligeiramente comprimido. A invenção é particularmente vantajosa para colocar em pressão embalagens em PET, tais como garrafas.

A invenção que-consiste em utilizar as propriedades de retração da embalagem, no decorrer do acondicionamento, necessita de uma concepção da embalagem que considera a retração da embalagem durante o acondicionamento. A embalagem deve ser concebida para que o volume 25 final corresponda ao volume desejado. Geralmente, a retração da embalagem está compreendida entre 1 e 20 %, e, preferencialmente, essa retração está compreendida entre 3 e 15 %.

EXEMPLO 1

A garrafa tem um peso de 24 gramas, e seu fundo é de tipo petalóide. Seu volume inicial é de 543,2 ml. Após enchimento a 90°C, conforme o modo operacional abaixo, seu volume se torna 508,7 ml. A garrafa se retraiu, portanto, de 6,35 % durante o enchimento. Após resfriamento, a pressão relativa ao interior da garrafa é ligeiramente positiva.

A garrafa é cheia, de acordo com o seguinte modo operacional.

1. colocação à disposição de uma garrafa vazia;

2. enxaguamento da garrafa;

3. transferência da garrafa sobre a estação de alimentação;

4. começo do resfriamento da parede externa da garrafa por aspersão com a água a 15 0C:

a. enchimento da garrafa com água a 90 0C I. duração do enchimento: 4 segundos;

II. volume de enchimento: 92 % do volume inicial seja 499.7 ml;

b. transferência sobre a estação de fechamento:

I. duração: 1 segundo;

c. fechamento estanque da garrafa:

I. duração do tamponamento: 1 segundo;

5. fim do resfriamento da parede externa da garrafa;

6. retração da garrafa ao ar livre:

I. fase de retração e esterilização;

II. temperatura do ar ambiente: 20°C;

III. duração: 3 minutos;

7. resfriamento rápido da garrafa:

1. resfriamento por aspersão com água a 15 0C até retorno à temperatura ambiente da embalagem e seu conteúdo.

EXEMPLO 2

A garrafa tem um peso de 37,4 gramas, e seu fundo é de tipo petalóide. Seu volume inicial é de 1064,2 ml. Após enchimento a 88 °C, segundo o modo operacional abaixo, seu volume se torna 1012,1 ml. A garrafa se retraiu de 4,9 %, durante o enchimento. Após resfriamento, a pressão relativa ao interior da garrafa é ligeiramente positiva.

A garrafa é cheia, de acordo com o seguinte modo operacional: 1. colocação à disposição de uma garrafa vazia;

2. enxaguamento da garrafa;

3. transferência da garrafa sobre a estação de alimentação; 4. começo do resfriamento da parede externa da garrafa por aspersão com a água a 15 °C:

a. enchimento da garrafa com água a 88 0C I. duração do enchimento: 8 segundos;

II. volume de enchimento: 92 % do volume inicial seja 979.1 ml;

b. transferência sobre a estação de fechamento:

I. duração: 1 segundo;

c. fechamento estanque da garrafa:

I. duração do tamponamento: 1 segundo;

5. fim do resfriamento da parede externa da garrafa;

6. retração da garrafa ao ar livre:

I. fase de retração e esterilização;

II. temperatura do ar ambiente: 20°C;

III. duração: 3 minutos;

7. resfriamento rápido da garrafa:

1. resfriamento por aspersão com água a 20°C até retorno à temperatura ambiente da embalagem e seu conteúdo.

EXEMPLO 3

A garrafa tem um peso de 24 gramas, e seu fundo é de tipo petalóide. Seu volume inicial é de 543,2 ml. Após enchimento a 95 °C, conforme o modo operacional abaixo, seu volume se torna 489,5 ml. A garrafa se retraiu de 9,89 % durante o enchimento. Após resfriamento, aproximação relativa ao interior da garrafa é ligeiramente positiva.

A garrafa é cheia, conforme o seguinte modo operacional:

1. colocação à disposição de uma garrafa vazia;

2. enxaguamento da garrafa;

3. transferência da garrafa sobre a estação de alimentação;

4. começo do resfriamento da parede externa da garrafa por aspersão com a água a 5 °C:

a. enchimento da garrafa com água a 95 0

I. duração do enchimento: 4 segundos;

II. volume de enchimento: 92 % do volume inicial seja 499.7 ml; b. transferência sobre a estação de fechamento:

I. duração: T segundo;

c. fechamento estanque da garrafa:

I. duração do tamponamento: 1 segundo;

5. fim do resfriamento da parede externa da garrafa;

6. retração da garrafa ao ar livre:

I. fase de retração e esterilização;

II. temperatura do ar ambiente: 20°C;

III. duração: 3 minutos;

7. resfriamento rápido da garrafa:

EXEMPLO 4

A garrafa tem um peso de 46 gramas e seu fundo é de tipo petalóide. Seu volume inicial é de 1556 ml. Após enchimento a 88 °C, conforme o modo operacional abaixo, seu volume se torna 1503,8 ml. A garrafa se retraiu, portanto, de 3,4 % durante o enchimento. Após resfriamento, a pressão relativa no interior da garrafa é ligeiramente positiva.

A garrafa é cheia, conforme o seguinte modo operacional:

1. colocação à disposição de uma garrafa vazia;

2. enxaguamento da garrafa;

3. transferência da garrafa sobre a estação de alimentação;

4. começo do resfriamento da parede externa da garrafa por aspersão com a água a 5 0C:

a. enchimento da garrafa com água a 88 0

I. duração do enchimento: 6 segundos;

II. volume de enchimento: 92 % do volume inicial seja xxx ml;

b. transferência sobre a estação de fechamento:

I. duração: 1 segundo;

c. fechamento estanque da garrafa:

I. duração do tamponamento: 1 segundo;

5. fim do resfriamento da parede externa da garrafa; 6. retração da garrafa ao ar livre:

I. fase de retração e esterilização;

II. temperatura do ar ambiente: 20°C;

III. duração: 3 minutos;

7. Aquecimento das paredes laterais da garrafa com ar quente

(400°C)

I. retração das paredes da garrafa;

II. a pressão no interior da garrafa aumenta;

8. resfriamento rápido da garrafa:

- resfriamento por aspersão com água a 20°C até retorno à tem

peratura ambiente da embalagem e seu conteúdo.

EXEMPLO 5

A garrafa tem um peso de 46 gramas e seu fundo é de tipo petalóide. Seu volume inicial é de 1556 ml. Após enchimento a 98 °C, conforme o modo operacional abaixo, seu volume se torna 1455 ml. A garrafa se retraiu, portanto, de 6,5 % durante o enchimento. Após resfriamento, aproximação relativa ao interior da garrafa é ligeiramente positiva.

A garrafa é cheia, conforme o seguinte modo operacional:

I. colocação à disposição de uma garrafa vazia;

2. enxaguamento da garrafa;

3. transferência da garrafa sobre a estação de alimentação;

a. enchimento da garrafa com água a 98 0 I. duração do enchimento: 6 segundos;

II. volume de enchimento: 92 %;

b. transferência sobre a estação de fechamento:

I. duração: 1 segundo;

c. fechamento estanque da garrafa:

I. duração do tamponamento: 1 segundo;

5. fim do resfriamento da parede externa da garrafa;

6. retração da garrafa ao ar livre: I. fase de retração e esterilização; II. temperatura do ar ambiente: 20°C;

III. duração: 3 minutos;

7. resfriamento rápido da garrafa:

I. resfriamento por aspersão com água a 20°C até retorno à temperatura ambiente da embalagem e seu conteúdo;

8. Aquecimento das paredes laterais da garrafa com ar quente

(400°C)

I. retração das paredes da garrafa

II. a pressão no interior da garrafa aumenta;

II. a pressão no interior da garrafa aumenta.

Claims

1. Processo de acondicionamento de um líquido em um recipiente plástico (1) que tem uma grande articulação molecular, processo esse que compreende as seguintes etapas: - enchimento do recipiente (1) com um líquido à alta temperatura; - resfriamento das paredes (5) do recipiente (1) durante a etapa de enchimento; - fechamento do recipiente (1) de forma estanque; - resfriamento das paredes (5) do recipiente (1) durante a etapa de fechamento; - retração passiva do recipiente (1) consecutivamente a essa etapa de fechamento; - resfriamento das paredes (5) do recipiente (1) consecutivamente à etapa de retração.

2. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual se resfria apenas uma parte das paredes (5) do recipiente (1).

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual se aquece pelo menos parcialmente as paredes (5) do recipiente (1) consecutivamente à etapa de fechamento.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual se acrescenta no recipiente (1) um gás, tal como o nitrogênio ou gás carbônico, consecutivamente à etapa de enchimento e previamente à etapa de fechamento.

5. Dispositivo de aplicação do processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo meios de enchimento de um recipiente (1) a quente, meios de resfriamento (7) das paredes (5) desse recipiente (1), meios de fechamento desse recipiente (1) e meios para permitir uma retração desse recipiente (1)

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação precedente, compreendendo meios para aquecer as paredes (5) desse recipiente (1).

7. Recipiente em plástico (1) muito orientado, contendo um líquido (9) e obtido segundo um processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de seu volume, após acondicionamento, ser menor que seu volume inicial.

8. Recipiente em PET bio-orientado (1) para o enchimento a quente, desprovido de painéis de compensação e obtido segundo um processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a cristalinidade de suas paredes laterais (5) ser inferior a30 % e pelo fato de seu volume após enchimento ser menor do que seu volume inicial.