ES2297803T3 - Botella fabricada en material plastico con fondo reforzado. - Google Patents

Botella fabricada en material plastico con fondo reforzado. Download PDF

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Abstract

Botella fabricada en material plástico con fondo reforzado, producida mediante soplado y particularmente adecuada para el envasado estéril de productos alimenticios líquidos, cosméticos o para otros usos, caracterizada porque en la fase de formación de la botella en las partes especiales del molde, en el fondo (301) elevado y en forma de una tapa esférica de la misma botella se obtienen unos primeros nervios lineales (2) en relieve hacia el exterior, paralelos entre sí, dispuestos de manera simétrica con un perfil exterior curvado (102) y orientados perpendicularmente en relación con el plano vertical ideal en el cual está situada la parte aplastada (101¿) de la colada superior (101) de la botella, mientras que durante la misma fase de formación se obtiene, por lo menos un segundo nervio (3) como dichos primeros nervios (2), perpendicularmente a los mismos, y, por lo menos, en la línea central del fondo de la botella, siendo este segundo nervio adyacente y alineado con la colada inferior de la propia botella y estando compuesto por una parte inferior (103) en contacto con el fondo de la botella, y cruzándose y estando fijado a dichos primeros nervios (2) y sobrepasando con unas secciones extremas cortas (103¿) a los nervios exteriores de dichos primeros nervios (2), y comprendiendo este segundo nervio (3) una parte inferior (103) en dicha longitud y a lo largo de la misma, un reborde central (203) con un espesor limitado, con funciones de incremento de la rigidez y de dispersión del calor.

Description

Botella fabricada en material plástico con fondo reforzado.
La invención se refiere a una botella fabricada en material plástico con un fondo reforzado, producida utilizando la técnica de soplado de una pieza en bruto inicial o "parisón" extrusionado o coextrusionado de polietileno de alta densidad (HDPE) u otro material apropiado y particularmente adecuado para el envasado estéril de líquidos para productos alimenticios, o para otros usos en los que se requieren condiciones de envasado estéril, por ejemplo, para el envasado de líquidos para usos cosméticos, farmacéuticos o similares.
Se conoce como fabricar estas botellas, proporcionando a su fondo una forma rebajada y apropiadamente cóncava con nervios de refuerzo, con el objeto de garantizar la no deformabilidad del propio fondo de la botella, tanto durante la fase de fabricación como en la fase de utilización, cuando la propia botella está cargada con el peso del producto envasado y está sometida a las vibraciones y tensiones mecánicas que se generan durante las diversas fases del transporte: ver la patente USA-A-3 403 804. En la tecnología conocida se han apreciado problemas con la estanqueidad del fondo de las botellas, debido a la aparición a largo plazo de pequeñas grietas en la zona en la que dichos nervios de refuerzo se unen al fondo de la botella y asimismo se han hallado problemas de deformación de la parte lateral inferior de la misma botella durante las fases finales del proceso de termoformado de la propia botella mediante soplado, tal como se especifica mejor a continuación. La intención de la invención es superar estos inconvenientes de la tecnología conocida con las soluciones indicadas en las reivindicaciones adjuntas, cuyas características y ventajas se harán evidentes a partir de la siguiente descripción realizada haciendo referencia a las figuras de las cinco páginas de dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista, en alzado lateral, de una botella según la invención;
- la figura 2 es una vista en planta del fondo de la botella en cuestión;
- la figura 3 ilustra los detalles del fondo de la botella vistos según la sección (III-III) de la figura 2;
- la figura 3a muestra, a mayor escala, uno de los nervios transversales del fondo de la botella, rodeado por el círculo indicado mediante (K1) en la figura 3;
- la figura 4 ilustra otros detalles del fondo de la botella, vistos según la sección (IV-IV) de la figura 2;
- la figura 4a muestra, a mayor escala, uno de los nervios transversales del fondo de la botella, rodeado por el círculo indicado mediante (K2) en la figura 4;
- la figura 5 muestra un alzado lateral de la parte del fondo de una botella del tipo conocido;
- la figura 6 muestra el fondo mejorado y con un plano redondeado de un recipiente con un cuerpo con una sección redonda, como en la solución de la figura 2, o con una sección poligonal y redondeada como en el ejemplo en cuestión;
- las figuras 7 y 8 muestran detalles adicionales del fondo del recipiente, como en la figura 6, vistos de acuerdo con las secciones respectivas (VII-VII) y (VIII-VIII);
- la figura 9 muestra el fondo mejorado y con un plano ovalado de un recipiente con un cuerpo que tiene asimismo una sección ovalada;
- las figuras 10 y 11 muestran detalles adicionales del fondo del recipiente como en la figura 9, vistos de acuerdo con las secciones respectivas (X-X) y (XI-XI).
La botella (1), ilustrada en la figura 1, ha sido fabricada utilizando la tecnología conocida de termoformado mediante soplado, partiendo de un parisón de HDPE formado, por ejemplo, a partir de varias capas coextrusionadas, dispuestas verticalmente con su propio eje longitudinal, el cual en la fase adecuada está encerrado entre dos partes simétricas y complementarias de un molde que define el negativo de la forma de la futura botella con sus cavidades internas y que, con sus propios medios, cierra los extremos opuestos del parisón con un cierre completo del extremo inferior destinado a formar el fondo de la botella y con un cierre parcial del extremo superior, para permitir el paso de una aguja conectada a un circuito que, en la fase adecuada, insufla aire a presión en el parisón, obligando al propio parisón a hincharse y a adherirse a las paredes interiores de las dos partes del molde para adoptar la forma establecida de la botella (1). Cuando, como en el caso en cuestión, la botella está destinada al envasado estéril de productos de alimentación, cosméticos o de otro tipo, dicha operación de soplado utiliza aire esterilizado. A continuación de la fase de formación, se abren las dos partes del molde, y estando la botella conectada todavía a la aguja de soplado es sometida a ensayo habitualmente con respecto a su estanqueidad y a cualquier otra característica de calidad, y a continuación es extraída de la aguja y transferida al proceso de eliminación del residuo de colada inferior. Si las botellas han sido insufladas utilizando aire estéril, únicamente se elimina dicho aire de la aguja de soplado cuando su colada superior (101) ha sido aplastada y cerrada de forma hermética en la zona intermedia (101'), y después de haber creado un vacío en las propias botellas capaz de compensar el incremento futuro de presión producido por el calor residual en el material plástico que constituye las propias botellas. La boca superior de las botellas será abierta durante la fase siguiente de llenado del producto, llevado a cabo en un entorno con una atmósfera controlada. En esta fase, se elimina la totalidad de la parte superior de la botella indicada en la figura 1 mediante la línea de trazos y mediante (101) y, después del llenado, se cierra la botella herméticamente con un tapón de rosca, no mostrado en los dibujos, roscado a la boca (201) con rosca exterior de la propia botella. Se entiende que la forma y las dimensiones de la botella pueden ser diferentes de las ilustradas en la figura 1.
Las botellas (1) en cuestión tienen un fondo (301) con un ligero rebaje y con la forma de una tapa esférica, y dichas dos partes de un molde que forman la botella tienen partes inferiores, cada una de las cuales define la forma del fondo (301) y que pueden desplazarse en sentido vertical en comparación con cada una de las partes superiores del molde, con la consecuencia lógica de que estas partes móviles generalmente están levantadas en la fase inicial de cierre de las dos partes del molde. Cuando se ha completado la conformación de la botella, se abren las dos partes del molde con un ligero desplazamiento horizontal separándose mutuamente, de modo que sus partes móviles del fondo quedan liberadas del contacto con la colada inferior y pueden descender para salir de la muesca formada por el fondo de la botella, después de lo cual dichas dos partes del molde completan la fase de apertura para permitir la extracción de la botella.
Durante la fase de formación de la botella en dichas partes del molde, se obtienen unos nervios lineales (2) en el fondo (301) de la propia botella, en relieve hacia el exterior (figuras 2 y 3), paralelos entre sí y dispuestos de manera simétrica, y siendo, por ejemplo, en número de cinco o en otro número, preferentemente impar, de tal manera que uno de estos nervios está situado en la línea central del fondo de la botella y que estos nervios están orientados perpendicularmente en comparación con el plano vertical ideal sobre el que reposa la parte aplastada (101') de la colada superior (101) de la botella y, por consiguiente, orientados con su eje longitudinal en la misma dirección que el movimiento horizontal relativo de aproximación y separación de las dos partes principales del molde entre las cuales se ha formado la botella. Los nervios (2) tienen un perfil transversal y exterior curvado (102), con un radio de curvatura apropiado y los propios nervios están conectados a la cara inferior del fondo (301) con una línea (202) apropiadamente en forma de radio, tal como se ilustra en detalle en la figura 3a, con el objeto de impedir que se produzcan dichos fenómenos de agrietado durante la fase de enfriamiento del material del que están compuestos. Los nervios (2) tienen una sección intermedia con lados substancialmente paralelos y una profundidad substancialmente constante, y terminan con unos extremos progresivamente cónicos y con una profundidad decreciente, por consiguiente con una forma puntiaguda, situados a la distancia adecuada de la parte perimetral (401) con la cual el fondo de la botella está destinado a entrar en contacto con una superficie de soporte.
Durante la misma fase de formación de los nervios (2), se obtiene un nervio (3) perpendicularmente a los mismos y en la línea central del fondo de la botella, el cual es adyacente y está alineado con la colada inferior de la propia botella, y se compone de una parte inferior (103) que está en contacto con el fondo de la botella y tiene una profundidad y una anchura exterior que son constantes en toda su longitud y con unos valores que son iguales o ligeramente superiores que los de las secciones intermedias de dichos nervios (2), y se cruza y está fijado a dichos nervios y sobrepasa a los nervios exteriores (2), con unas secciones cortas (103'), tal como puede apreciarse en las figuras 2 y 3. En dicha parte inferior (103), y a lo largo de toda su longitud, el nervio central (3) comprende un reborde central (203) de una anchura (A) limitada, por ejemplo, a un valor de 1/3 aproximadamente de la anchura (B) de la parte inferior (103) del propio nervio, el cual, visto lateralmente como en la figura 3, tiene un perfil ligeramente arqueado que termina con una forma redondeada apropiada en los extremos asimismo redondeados de la propia parte inferior (103) del nervio central. Una de las funciones del reborde (203) es reforzar de manera adicional el nervio central (3), mientras que otra función importante es dispersar el calor para garantizar un enfriamiento rápido y equilibrado tanto del nervio central (3) como de los nervios (2) perpendiculares al mismo y conectados estructuralmente entre sí.
A partir del detalle de la figura 4a puede apreciarse que el nervio central (3) tiene en conjunto una sección transversal substancialmente en forma de Y, y que está conectado asimismo al fondo (301) de la botella mediante su propia parte inferior (103), con una línea exterior (303) con una forma de radio apropiada, que impide la formación de grietas durante la fase de enfriamiento del propio nervio (3). Las zonas de conexión (403) entre la parte (103) y la parte (203) del nervio (3) tienen también unos radios apropiados, mientras que el borde longitudinal (503) del reborde (203) está asimismo redondeado de manera apropiada.
El número (4) en las figuras 2, 3 y 4 indica dos pequeñas cavidades hundidas en el borde perimetral de soporte del fondo de la botella, alineadas con el nervio central (3) mencionado anteriormente y destinadas a cooperar con medios que son adecuados para impedir la rotación de la propia botella durante la fase en la que se está cerrando por la parte superior mediante el tapón de rosca.
La figura 5 ilustra la parte del fondo de una botella en la cual, según una técnica de construcción conocida, el borde perimetral de soporte (401') del fondo de la propia botella tiene una anchura considerable en sentido radial. Este borde con una anchura considerable puede torcerse en sentido descendente y alargar la botella de una manera permanente y anómala durante la fase en que se está cerrando y en la que se está creando el vacío en ella, de manera que se compensa el incremento de la propia presión interior producida por el calor residual del proceso de termoformado por soplado. Esta deformación está indicada mediante la línea de trazos e implica asimismo a la pared lateral (501) de la botella que se caracteriza por un gran radio de curvatura y por una considerable altura en la sección incluida entre dicho borde (401') y la primera parte nervada (601) de la propia pared lateral de la botella. Se pretende que la invención supere este inconveniente mediante la solución ilustrada en las figuras 1 a 4, según las cuales se incrementa la curvatura del fondo (301) en comparación con la tecnología conocida, de tal manera que se reduce la anchura del borde de soporte (401) a una pequeña parte con un perfil redondeado y tangencial a la pared lateral (701), la cual tiene un radio de curvatura (R) menor que el de la tecnología conocida, y tiene una altura que es asimismo inferior a la de la tecnología conocida ilustrada en la figura 5 y finaliza en concordancia con una parte (801) de la propia pared lateral, que está nervada mediante el correspondiente escalón de ensanchamiento en sentido descendente, todo lo cual de tal manera que la pared (701) realizada de este modo y conectada a las partes (401) y (801) tiene una resistencia a la torsión considerable, tanto hacia el interior como hacia el exterior de la botella, solucionando completamente dichos inconvenientes de la tecnología conocida.
En la botella tal como ha sido descrita, puede suceder que en algunas condiciones de utilización particularmente extremas la zona entre el borde (401) y los extremos de los nervios (2) y (3) puede torcerse hacia el exterior, mientras que la pared del fondo (301) desciende de manera proporcional. Es posible solucionar este problema con una botella mejorada, tal como se describirá a continuación haciendo referencia a las figuras 6 a 11. En las botellas (1') con fondos con un plano redondeado, como en el ejemplo de las figuras 6, 7 y 8, la anchura del borde de soporte (401') es mayor si se la compara con la (401) de la solución anterior como en las figuras 1 a 3, y esto en perjuicio de la anchura de la parte rebajada del fondo (301'), que está afectada por los nervios de refuerzo (2) y (3), que pueden ser menores que (301) que proporciona la anterior solución. El borde (401') tiene ahora forma de radio, con un amplio radio de curvatura, con el perfil de la pared lateral inferior (701') de la botella, mientras que el extremo interior del mismo borde (401') está conectado de manera disjunta ("disjointed") a la tapa esférica (301') en el fondo de la botella, con un borde en forma de cono truncado (901'), cuya generatriz forma un ángulo (\alpha) que mide menos de 90º con respecto a la horizontal y que preferentemente está comprendido entre 40 y 60º, por ejemplo, unos 48º.
El número (5) indica la línea cerrada de límite entre dicho borde (901') en forma de cono truncado y la tapa (301') en el fondo de la botella, que en este ejemplo consiste en una circunferencia. Los nervios (2) de refuerzo están situados con sus extremos casi en contacto con dicha circunferencia (5) y están distribuidos a una distancia mutua mayor que la de la solución anterior mostrada en las figuras 1 a 3, de tal manera que sus extremos (103') que sobresalen del nervio diametral (3) están asimismo a una corta distancia de dicha circunferencia (5). En la nueva solución comentada en esta descripción, la distancia de separación entre los nervios (2) es substancialmente igual al valor que se obtiene dividiendo el diámetro de la circunferencia (5) por el número de los propios nervios, de modo que la distancia entre los nervios (2) situados más al exterior comparada con las zonas de la circunferencia (5) que están cerca de los rebajes (4) es substancialmente igual a la separación entre los propios nervios (2).
Las mejoras descritas con referencia a las figuras 6 a 8 son válidas para todas las botellas con cuerpos con una sección redondeada o con una sección poligonal regular tendiendo a una sección redondeada. En el caso en que la sección de la botella (1') es substancialmente cuadrada con lados y esquinas redondeados, como en el ejemplo de la figura 6, esta misma sección está conectada a la parte del fondo que comprende el borde (401'), con una parte (10) con un plano cuadrado con esquinas y lados adecuadamente redondeados, la cual está inscrita en la sección del cuerpo de la botella (1') y está girada 90º con respecto al mismo.
Cuando el fondo de la botella (1'') tiene un plano ovalado, como en el ejemplo de las figuras 9 a 11, el borde de soporte inferior (401'') del fondo de la propia botella tiene un perfil y una conexión exterior a la pared lateral inferior (701'') que son muy similares a los de la solución anterior a la que se hace referencia en las figuras 1 a 3, pero en este caso el borde de soporte (401'') está conectado asimismo interiormente a la pared (301'') del fondo en forma de arco, en este caso con un plano ovalado, con un borde inclinado (901'') cuya generatriz en coincidencia con los rebajes (4) forma un ángulo (\alpha') de 45º a 50º aproximadamente, por ejemplo, de unos 48º con la horizontal (figura 10), mientras que coincidiendo con los extremos del nervio ecuatorial (2), la generatriz del mismo borde (901'') forma un ángulo (\alpha'') de 50º a 55º aproximadamente, por ejemplo, de unos 53º (figura 11) con la horizontal.
En lo que se refiere al posicionado de los nervios (2) y (3) en comparación con la línea de límite (5) del borde inclinado (901''), es válido lo que se ha manifestado para la solución a la que se hace referencia en las figuras 6 a 8.

Claims (15)

1. Botella fabricada en material plástico con fondo reforzado, producida mediante soplado y particularmente adecuada para el envasado estéril de productos alimenticios líquidos, cosméticos o para otros usos, caracterizada porque en la fase de formación de la botella en las partes especiales del molde, en el fondo (301) elevado y en forma de una tapa esférica de la misma botella se obtienen unos primeros nervios lineales (2) en relieve hacia el exterior, paralelos entre sí, dispuestos de manera simétrica con un perfil exterior curvado (102) y orientados perpendicularmente en relación con el plano vertical ideal en el cual está situada la parte aplastada (101') de la colada superior (101) de la botella, mientras que durante la misma fase de formación se obtiene, por lo menos un segundo nervio (3) como dichos primeros nervios (2), perpendicularmente a los mismos, y, por lo menos, en la línea central del fondo de la botella, siendo este segundo nervio adyacente y alineado con la colada inferior de la propia botella y estando compuesto por una parte inferior (103) en contacto con el fondo de la botella, y cruzándose y estando fijado a dichos primeros nervios (2) y sobrepasando con unas secciones extremas cortas (103') a los nervios exteriores de dichos primeros nervios (2), y comprendiendo este segundo nervio (3) una parte inferior (103) en dicha longitud y a lo largo de la misma, un reborde central (203) con un espesor limitado, con funciones de incremento de la rigidez y de dispersión del calor.
2. Botella, según la reivindicación 1), en la cual dicho reborde (203) de dicho segundo nervio central (3) tiene un espesor con un valor aproximadamente de 1/3 de la anchura de la parte inferior (103) del propio nervio (3).
3. Botella, según la reivindicación 1), en la cual dicho reborde (203) de dicho segundo nervio central (3) tiene un perfil ligeramente curvado lateralmente y cóncavo hacia el exterior, con una forma apropiadamente redondeada en sus extremos, los cuales están asimismo redondeados en la parte inferior (103) del propio nervio (3).
4. Botella, según la reivindicación 1), en la cual dichos primeros nervios paralelos (2) están, por ejemplo, en número de cinco o en otro número, preferentemente impar, de tal manera que uno de ellos está situado en la línea central del fondo de la botella.
5. Botella, según la reivindicación 1), en la cual dichos primeros nervios paralelos (2) tienen una sección intermedia con lados que son substancialmente paralelos y con una profundidad substancialmente constante, y terminan con unos extremos progresivamente cónicos con una profundidad decreciente, por consiguiente con forma puntiaguda, situados a la distancia correcta de la parte perimetral (401) con la cual el fondo de la botella está destinado a hacer contacto con una superficie de soporte, mientras que dicho segundo nervio central (3) tiene una parte inferior (103) con una profundidad y una anchura exterior con valores constantes, iguales o ligeramente mayores que los de las secciones intermedias de dichos primeros nervios paralelos (2).
6. Botella, según la reivindicación 1), en la cual dichos primeros nervios paralelos (2) tienen un perfil curvado que está conectado a la cara inferior (301) del fondo de la botella con una línea (202) apropiadamente en forma de radio, y la parte inferior (103) de dicho segundo nervio central (3) tiene asimismo una perfil exterior curvado de manera apropiada conectado al fondo de la botella con una línea (303) apropiadamente en forma de radio, todo ello con el objeto de impedir la formación de grietas durante la fase de enfriamiento de los nervios en cuestión.
7. Botella, según la reivindicación 1), en la cual las zonas de conexión (403) entre la parte del fondo (103) y el reborde (203) de dicho segundo nervio central (3) tienen un radio apropiado, mientras que el borde longitudinal (503) de dicho reborde (203) está asimismo redondeado de manera apropiada.
8. Botella, según la reivindicación 1), caracterizada por tener un fondo (301) con un amplio radio de curvatura, de tal forma que reduce la anchura del borde perimetral de soporte (401) del propio fondo a una pequeña parte con un perfil redondeado y tangencial a la pared lateral (701) de la botella, la cual tiene un radio de curvatura (R) de un valor limitado, que tiene asimismo una altura de un valor limitado y que termina coincidiendo con una parte (801) de la propia pared lateral, que está nervada mediante el escalón correspondiente que se ensancha en sentido descendente, todo ello de tal manera que dicha pared (701) realizada de este modo y conectada a dichas partes (401, 801) tiene una resistencia a la torsión considerable, tanto hacia el interior como hacia el exterior de la botella.
9. Botella, según una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el borde inferior de soporte (401', 401'') de la propia botella, que está conectado exteriormente con un perfil redondeado apropiado a la pared lateral contigua (701', 701''), está conectado interiormente al fondo elevado y en forma de arco (301', 301'') de la propia botella, con un borde inclinado (901', 901'') cuya generatriz forma un ángulo (\alpha, \alpha', \alpha'') entre 90º y 40º con la horizontal.
10. Botella, según la reivindicación 9), caracterizada porque en botellas con fondos (301, 301') con un plano redondeado y con cuerpos con una sección que es redonda o de forma poligonal regular tendiendo a redonda, la generatriz de dicho borde inclinado (901') forma un ángulo (\alpha) entre 40º y 60º con la horizontal, aproximadamente de 48º, por ejemplo.
11. Botella, según la reivindicación 10), caracterizada porque en las botellas con fondos (301, 301') con un plano redondeado, la anchura del borde (401') de soporte del fondo es mayor comparada con la (401) de la solución anterior a la que se hace referencia en las reivindicaciones 1) a 8), y esto en perjuicio de la anchura de la parte rebajada del fondo (301') que está afectada por los nervios de refuerzo (2, 3), la cual puede ser menor que la proporcionada por dicha solución anterior.
12. Botella, según la reivindicación 10), caracterizada porque en botellas con fondos (301, 301') con un plano redondeado, el borde inferior de soporte (401') está dotado de un radio con un amplio radio de curvatura con el perfil de la pared lateral del fondo (701') de la propia botella.
13. Botella, según la reivindicación 12), caracterizada porque si la sección de la propia botella (1') es substancialmente cuadrada con lados y esquinas redondeados, esta misma sección está conectada a la parte del fondo que comprende el borde (401') de soporte, con una parte (10) que coincide con un plano cuadrado con esquinas y lados redondeados de manera apropiada, el cual está inscrito en la sección del cuerpo de la botella (1') y está girado 90º en comparación con la misma.
14. Botella, según la reivindicación 9), caracterizada porque en botellas con fondos (301'') con un plano ovalado, el borde inferior (401'') de soporte está conectado a dicha pared de fondo (301'') en forma de arco, con un borde inclinado (901'') cuya generatriz, en coincidencia con los rebajes (4), forma un ángulo (\alpha') aproximadamente de 45º a 50º, aproximadamente de 48º, por ejemplo, con la horizontal, mientras están en coincidencia con los extremos del nervio ecuatorial (2), formando la generatriz del mismo borde (901'') un ángulo (\alpha'') de unos 50º a 55º, aproximadamente de 53º, por ejemplo, con la horizontal.
15. Botella, según una o varias de las reivindicaciones 9) a 14), en la que la línea cerrada (5) del límite entre dicho borde inclinado (901', 901'') y el fondo rebajado en forma de arco (301', 301'') de la propia botella, contacta substancialmente con los extremos de la serie de nervios de refuerzo (2) que están distribuidos con una separación que es substancialmente igual al valor obtenido dividiendo la anchura del espacio circunscrito por dicha línea cerrada (5) en la dirección perpendicular a dichos nervios, por el número de los propios nervios (2), todo ello de una forma tal que los extremos (103') de los mismos que sobresalen del nervio diametral (3) están asimismo a una distancia reducida de dicha línea cerrada (5) de límite.
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