ES2355751T3 - Recipiente de plástico con nervaduras anulares horizontales. - Google Patents

Recipiente de plástico con nervaduras anulares horizontales. Download PDF

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Abstract

Una botella de plástico (10) configurada para resistir sustancialmente la deformación, que comprende una pared cilíndrica (22) que define un eje longitudinal (52) que tiene una pluralidad de nervaduras anulares (26) que se extienden alrededor del perímetro de la misma, comprendiendo cada una de las nervaduras anulares (26) un par de partes de pared sustancialmente rectas (38) que se extienden hasta una posición hacia el interior de la pared cilíndrica de la botella (22), caracterizada porque cada una de las nervaduras anulares (26) comprende un par de radios externos opuestos (38), una parte de pared recta (38) que se extiende desde cada radio externo (32), comprendiendo además cada nervadura anular (26) una anchura (D) y una profundidad (C) y la proporción de la profundidad (C) con respecto a la anchura (D) de cada nervadura anular está aproximadamente entre 1,0:1,0 y 1,1:1,0.

Description

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se refiere en general a recipientes de plástico; particularmente a recipientes de plástico diseñados para contener líquidos a presión durante la pasteurización u otro tratamiento térmico. 5
2. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
Las botellas de diferentes configuraciones y materiales han sido empleadas durante mucho tiempo para la distribución de líquidos por la industria de las bebidas. Aunque la industria de las bebidas tradicionalmente empleaba recipientes de vidrio para suministrar bebidas líquidas a los clientes, esa industria ha adoptado recientemente el uso de botellas de plástico debido a las ventajas relativas al coste y la durabilidad de los plásticos. Por razones de eficacia y 10 para rebajar los costes de producción, la industria de los recipientes de plástico ha adoptado la técnica convencional de moldear por soplado recipientes de plástico a partir de preformas de plástico. Típicamente se usan Polietilentereftalato (“PET”) o polipropileno (“PP”) para construir recipientes de plástico debido a, entre otras razones, la capacidad de recuperar y reciclar recipientes construidos a partir de estos. Una capa de barrera construida, por ejemplo, a partir de alcohol etilenvinílico (“EVOH”), se emplea a veces con el PET o PP para inhibir la migración de gases tales como 15 oxígeno y dióxido de carbono así como la humedad dentro o fuera del recipiente.
Aunque el plástico ha demostrado ser más duradero que el vidrio en muchos aspectos, los recipientes de plástico pueden estar sujetos a deformación, en casos en los que el vidrio no lo estaba, debido a la relativa resistencia de las botellas de vidrio más grueso sobre las botellas de plástico más fino. La descontaminación requiere que las bebidas se esterilicen al menos parcialmente antes de llegar al consumidor. Típicamente, esto se consigue elevando la 20 bebida a una temperatura predeterminada durante un periodo de tiempo especificado para matar a cualquier organismo inaceptable sin alteración química fundamental de la bebida. Los dos métodos aceptados actualmente para conseguir dicha esterilización son el llenado en caliente y la pasteurización. El llenado en caliente conlleva calentar la bebida a la temperatura requerida durante el periodo de tiempo requerido antes de embotellar la bebida. Las botellas se llenan y se sellan a continuación mientras la bebida permanece a una temperatura elevada, suficiente para asegurar que los 25 organismos vivos inaceptables en las superficies del recipiente se vuelvan inofensivos. A medida que la bebida se enfría desde la temperatura de esterilización, la presión interna del la botella cae y crea un diferencial de presión con el entorno circundante que se mantiene hasta que el consumidor abre la botella. Por lo tanto, las botellas llenadas en caliente a menudo se deforman hacia el interior como resultado del diferencial de presión. Esta deformación se denomina a menudo “abolladura lateral” (“paneling”). Como alternativa, la bebida puede esterilizarse después del 30 llenado, lo que a menudo se denomina en la industria como “pasteurización” y se denominará del mismo modo en este documento. La pasteurización conlleva llenar cada botella con bebida no esterilizada y sellar la botella. La botella y su contenido se llevan a continuación a la temperatura deseada durante el periodo de tiempo deseado para matar a cualquier organismo indeseable sin alteración química fundamental de la bebida. Dado que la bebida se ha sellado antes de la pasteurización, ningún organismo indeseable procedente del entorno circundante puede infiltrarse en la 35 bebida. La esterilidad de la bebida está, por lo tanto, garantizada. La presión interna de la botella se eleva sustancialmente con respecto a la del entorno circundante a medida que el proceso de pasteurización calienta la bebida en la botella sellada. Este diferencial de presión puede dar como resultado la deformación hacia el exterior de la botella. Aunque la presión interna de la botella típicamente vuelve al nivel previo a la pasteurización, la botella puede conservar cierta deformación experimentada durante la pasteurización. 40
Las anteriores configuraciones de botellas de plástico han intentado superar la deformación causada por el llenado en caliente y la pasteurización, aumentando simplemente el grosor de la pared global de la botella. Los resultantes costes y dificultades de fabricación experimentados con estas configuraciones las hicieron comercialmente inaceptables. Otras configuraciones de botella emplearon diversas nervaduras o paneles alrededor de la botella en un intento de elevar su resistencia a la deformación. Sin embargo, estas configuraciones creaban dificultades para colocar 45 apropiadamente una etiqueta en la botella y la complicada naturaleza de estas configuraciones de botella hacía, a menudo, al coste de la botella prohibitivo.
Se han construido configuraciones específicas de la base de la botella para impedir la deformación que pueden hacer que la botella sea inestable cuando descansa sobre su base. Una de dichas configuraciones de la base puede encontrarse en la Solicitud de Patente de Estados Unidos pendiente de tramitación Nº 09/172.345. 50
Las botellas destinadas al llenado en caliente en lugar de a la pasteurización están diseñadas habitualmente para absorber el diferencial de presión que se crea mediante el enfriamiento de la bebida posterior al sellado de la botella. Esta absorción de presión se consigue a menudo colocando “paneles de vacío” en la pared lateral de una botella de llenado en caliente. Por lo tanto, los elementos estéticos de las configuraciones de la botella de llenado en caliente se anticipan, y están diseñados para acomodarse, al cambio resultante del proceso de esterilización. 55
A la inversa, las botellas destinadas a la pasteurización no están diseñadas para anticipar cambios estéticos resultantes del proceso de esterilización. En su lugar, dado que la deformación de la botella que resulta de la presión interna creada por la pasteurización remite una vez que la bebida se enfría, las botellas destinadas a la pasteurización
pueden moldearse con los mismos elementos estéticos que verán los consumidores finales. Por lo tanto, la deformación permanente es especialmente indeseable para botellas destinadas a someterse a pasteurización en lugar de llenado en caliente. La deformación permanente resultante de la pasteurización no se anticipa. Por lo tanto, la deformación de botellas pasteurizables debe impedirse o, al menos, mantenerse dentro de la zona elástica de deformación para el material a partir del cual se construye la botella. 5
El documento US 5.067.622 desvela un recipiente de PET que comprende una pared lateral cilíndrica con nervaduras anulares que se extienden hacia el interior, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación adjunta 1.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Uno de los principales objetivos de la presente invención es proporcionar una botella de plástico que tiene una alta resistencia a la deformación debida al llenado en caliente o a la esterilización. 10
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una botella de plástico que comprende nervaduras anulares que proporcionan resistencia a la deformación de la botella tanto longitudinal como radial.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una botella de plástico que comprende nervaduras anulares que proporcionan resistencia a la deformación sin requerir un grosor de la pared excesivo.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una botella de plástico que comprende nervaduras 15 anulares que tienen una proporción de profundidad con respecto a anchura predeterminada, para proporcionar resistencia a la deformación de la botella tanto longitudinal como radial.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar una botella de plástico que sea rentable y que resistirá la deformación tanto longitudinal como radial.
Es otro objetivo más de la presente invención proporcionar una botella de plástico que tiene una alta 20 resistencia a la deformación longitudinal y radial y que pueda ser moldeada por soplado a partir de una preforma convencional.
Los objetos anteriores se consiguen mediante una botella de plástico como se define en las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 25
La Figura 1 es una vista en alzado lateral de un recipiente según la presente invención.
La Figura 2 es una vista de sección transversal de una única nervadura anular del recipiente mostrado en la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en alzado inferior de la base del recipiente mostrado en la Figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS 30
Un recipiente según la presente invención se representa en la Figura 1 en forma de una botella 10 que tiene un extremo superior 12 con un acabado roscado 14 para recibir a un tapón de rosca (no se muestra) para sellar la botella 10 después de llenarla con un producto deseado. Una parte de cuello redondeado 16 se extiende de forma íntegra hacia abajo y hacia el exterior desde el extremo superior 12 ensanchándose para formar de forma íntegra con un surco anular 18. El surco anular 18 se extiende a continuación de forma íntegra en una parte del cuerpo 20 de la botella 10 en la que 35 la parte del cuerpo 20 comprende una pared cilíndrica 22 que tiene una parte de panel para la etiqueta 24 con una pluralidad de nervaduras anulares 26 en ella. Una única nervadura 26 se representa en sección transversal en la Figura 2 separada del resto de la botella 10. Una base 28 de la botella 10 se extiende de forma íntegra desde, y cierra el extremo inferior de, la parte del cuerpo 20. La base 28 se representa en la Figura 3 por separado de las restantes partes de la botella 10. Preferiblemente, la botella 10 está formada como una única unidad mediante moldeo por soplado a 40 partir de una preforma convencional usando técnicas de moldeo por soplado convencionales.
Como se representa en la Figura 1, la pluralidad de nervaduras anulares 26 están, cada una, separadas entre sí por una parte plana anular 30. Cada nervadura anular 26, como se representa en la Figura 2, comprende un par de radios externos opuestos 32, cada uno de los cuales comprende un extremo externo 34 y un extremo interno 36. El extremo externo 34 de cada radio externo 32 es contiguo a una parte plana anular adyacente 30 y cada radio externo 32 45 se extiende hacia el interior de la parte plana anular 30. Cada nervadura anular 26 comprende además un par de paredes rectas opuestas 38 que tienen cada una un extremo externo 40 y un extremo interno 42. El extremo externo 40 de cada pared recta 38 es contiguo a una pared adyacente de los extremos internos del radio externo 36 como se representa en la Figura 2. Cada nervadura anular 26 comprende además un par de radios internos opuestos 44 que tienen cada uno un extremo externo 46 y un extremo interno 48 en el que cada extremo interno de pared recta 42 es 50 contiguo a un extremo externo de radios internos adyacentes 46, como se representa en la Figura 2. Cada nervadura anular 26 comprende además una pared de fondo 50 que se extiende de forma contigua entre los extremos internos de los radios internos opuestos 48 para cerrar la nervadura 26.
Cada nervadura 26 se extiende de forma anular alrededor de la pared cilíndrica 22 y está orientada de forma sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal central 52 de la botella 10. Además, cada parte plana 30 y cada pared de fondo 50 están orientadas de forma sustancialmente paralela al eje longitudinal central de la botella 52.
Como se representa en la Figura 1, y se ha analizado anteriormente, la pluralidad de nervaduras 26 están situadas dentro de la parte de panel para la etiqueta 24 de la botella 10. La parte de panel para la etiqueta 24 está 5 provista de dos salientes de refuerzo anulares 54 para la protección del panel para la etiqueta, uno ubicado en cada uno de los extremos superior e inferior de la parte de panel para la etiqueta 24, para reforzar su resistencia a la deformación radial (a menudo denominada deformación circunferencial). La parte de panel para la etiqueta está configurada para proporcionar un área en la que el fabricante de la bebida puede colocar una etiqueta para comunicar el contenido de la botella, información requerida por las regulaciones gubernamentales y cualquier información comercial deseada o 10 materiales que puedan ser necesarios para dar la imagen deseada a un consumidor. Es importante asegurarse de que el panel para la etiqueta proporcione una superficie uniforme que soportará una etiqueta y no someterá a la etiqueta a un daño excesivo antes de llegar al consumidor final, de modo que el mensaje y la imagen presentados por la etiqueta no resulten afectados de forma adversa. Las configuraciones de botella que dañan una etiqueta o la imagen que se pretende otorgar mediante ésta, son comercialmente inaceptables. Por lo tanto, la parte de panel para la etiqueta 24 de 15 la presente botella 10 está diseñada para asegurar que las partes planas 30 proporcionen una superficie uniforme para soportar una etiqueta, incluso después de someterla a los rigores de la pasteurización.
Se ha descubierto que la resistencia de la sección de panel para la etiqueta 24 puede optimizarse proporcionando a las nervaduras una proporción de profundidad con respecto a anchura promedio en el intervalo aproximado de 1,0:1,01 - 1,1:1,0. La deformación de la botella 10 se producirá típicamente de forma longitudinal a lo 20 largo del eje central longitudinal 52 debido a tensiones longitudinales, o de forma radial respecto a la botella 10 debido a tensiones radiales. Las tensiones radiales resultantes de la pasteurización se denominan habitualmente como tensión circunferencial. Al dimensionar las nervaduras 26 en el anterior intervalo de proporciones, las nervaduras están configuradas para soportar cantidades casi iguales de tensión longitudinal y tensión radial, de modo que cualquier deformación resultante también será casi igual. El aumento de la longitud E de la pared de fondo 50 o el aumento del 25 radio de curvatura de los radios internos 44 para rebajar la proporción de profundidad con respecto a anchura expondría a las nervaduras 26 a una deformación excesiva en forma de pandeo (hacia el interior para el llenado en caliente y hacia el exterior para la pasteurización). La deformación excesiva resultante puede entrar en la zona de deformación plástica del material a partir del cual se construye la botella 10 y, por lo tanto, dar como resultado una deformación permanente que altera de forma permanente el aspecto estético de la botella 10 independientemente de si la deformación fue el 30 resultado de llenado en caliente o de pasteurización. La reducción de la proporción de profundidad con respecto a anchura de las nervaduras 26 es, por lo tanto, indeseable.
A la inversa, el acortamiento de la longitud E de la pared de fondo 50 o la reducción del radio de curvatura de los radios internos 44 para aumentar la proporción de profundidad con respecto a anchura podría dar como resultado dificultades de moldear por soplado un paresón alrededor de la parte de nervadura del molde como se conoce en la 35 técnica. También surgirían dificultades para obtener una liberación apropiada de la botella del molde como también se conoce en la técnica.
También se ha descubierto que la resistencia de la parte de panel para la etiqueta 24 puede optimizarse proporcionando a las nervaduras 26 una proporción promedio de anchura de la parte plana 30 con respecto a anchura total de la nervadura 26 (midiéndose la "anchura total de la nervadura" entre los extremos externos de los radios 40 externos 34 de una única nervadura 26) en el intervalo de 1,09:1,0 - 1,30:1,0. Por lo tanto, la longitud B del panel para la etiqueta 24 y el tamaño de las nervaduras 26 determinarán el número de nervaduras 26 en el panel para la etiqueta 24.
La construcción de la pluralidad de nervaduras 26 y las partes planas intercaladas 30 de la botella 10 dentro de las estructuras anteriores proporcionará al panel para la etiqueta 24 una resistencia a la deformación suficiente, de modo que las partes planas 30 permanecerán sustancialmente alineadas de forma radial y proporcionarán un área 45 sobre el que se puede fijar una etiqueta. Esta área para la etiqueta no resulta sustancialmente alterada por el proceso de pasteurización. Además, la proporción de la anchura de la parte plana con respecto a la anchura total de la nervadura analizada anteriormente proporciona un amplio apoyo a una etiqueta para asegurar su integridad y permitir que la información en ella sea vista fácilmente por los consumidores sin que las partes de la etiqueta que se extienden entre las partes planas 30 (y, por lo tanto, sobre las nervaduras) resulten sustancialmente dañadas o alteradas debido al 50 desgaste y desgarro normales a los que estará sometida una botella de bebida.
Por ejemplo, una botella según la presente invención se moldeó por soplado y estirado con recalentamiento a partir de PET que tenía un diámetro A de 71,9 mm (2,832 pulgadas) en cada parte plana 30 (y por lo tanto una circunferencia de 226 mm (8,897 pulgadas)), una altura de la parte del panel B de 195,1 mm (7,683 pulgadas), una profundidad de nervadura C (según lo medido desde el exterior de la parte plana 30 con respecto al exterior de la pared 55 de fondo 50) de 3 mm (0,120 pulgadas), una anchura de nervadura D (según lo medido entre los extremos externos opuestos del radio interno 46) de 2,8 mm (0,112 pulgadas), teniendo una pared de fondo 50 una longitud E de 1,3 mm (0,050 pulgadas), teniendo los radios internos 44 un radio de curvatura de 0,8 mm (0,031 pulgadas) y recorriendo noventa grados (90º), teniendo los radios externos 32 un radio de curvatura de 1,5 mm (0,060 pulgadas) y recorriendo noventa grados (90º) con la pared recta 38 extendiéndose en un ángulo de quince grados (15º) desde la perpendicular 60 hasta el eje central longitudinal 52. En esta configuración, la proporción de profundidad con respecto a anchura es de
1,071:1. Las partes planas 30 tienen 6,9 mm (0,27 pulgadas) de largo, la anchura total de nervadura es de 6,3 mm (0,2475 pulgadas) y las nervaduras 26 tienen un grosor F de 0,4-0,5 mm (0,015-0,019 pulgadas). La botella se llenó con agua y se pasteurizó a 73,9ºC (165ºF) durante un periodo de tiempo en el intervalo de diez (10) a veinte (20) minutos y a continuación se dejó enfriar. La botella no mostraba ninguna deformación visible una vez enfriada.
A partir de la anterior descripción, será evidente que el recipiente de plástico de la presente invención tiene una 5 serie de ventajas, algunas de las cuales se han descrito anteriormente y otras de las cuales son inherentes en la botella 10 de la presente invención. Además, se entenderá que pueden realizarse modificaciones al recipiente de plástico de la presente invención sin alejarse de las enseñanzas de la invención. Por consiguiente, el alcance de la invención solamente está limitado según sea necesario por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una botella de plástico (10) configurada para resistir sustancialmente la deformación, que comprende una pared cilíndrica (22) que define un eje longitudinal (52) que tiene una pluralidad de nervaduras anulares (26) que se extienden alrededor del perímetro de la misma, comprendiendo cada una de las nervaduras anulares (26) un par de partes de pared sustancialmente rectas (38) que se extienden hasta una posición hacia el interior de la pared cilíndrica de la botella (22), caracterizada porque cada una de las nervaduras anulares (26) comprende un par de radios externos 5 opuestos (38), una parte de pared recta (38) que se extiende desde cada radio externo (32), comprendiendo además cada nervadura anular (26) una anchura (D) y una profundidad (C) y la proporción de la profundidad (C) con respecto a la anchura (D) de cada nervadura anular está aproximadamente entre 1,0:1,0 y 1,1:1,0.
  2. 2. La botella de la reivindicación 1, definiendo la parte de pared sustancialmente plana (38) un ángulo de sustancialmente 15 grados desde la perpendicular al eje longitudinal (52). 10
  3. 3. La botella de la reivindicación 1, en la que cada nervadura anular (26) comprende además un par de radios internos opuestos (44), extendiéndose uno desde cada parte de pared sustancialmente plana (38) y una pared de fondo (50) que se extiende entre los radios internos opuestos (44).
  4. 4. La botella de la reivindicación 3, en la que la pared de fondo (50) es sustancialmente recta.
  5. 5. La botella de la reivindicación 1, en la que la pared cilíndrica de la botella (22) comprende una parte plana (30) 15 situada entre cada par de nervaduras anulares adyacentes (26).
  6. 6. La botella de la reivindicación 5, teniendo cada parte plana (30) una anchura y estando la proporción de la anchura de cada parte plana con respecto a la anchura de una parte plana adyacente de la pluralidad de nervaduras adyacentes (26) entre 1,09:1,0 y 1,3:1,0.
  7. 7. La botella de la reivindicación 6, en la que cada parte plana (30) es sustancialmente recta. 20
  8. 8. La botella de la reivindicación 7, comprendiendo las nervaduras anulares (26) y las partes planas (30) un panel para la etiqueta (24) y proporcionando las partes planas (30) una superficie a la que puede adherirse sustancialmente la etiqueta.
  9. 9. La botella de la reivindicación 1, que está construida de PET y teniendo las nervaduras (26) un grosor de entre 0,4-0,5 mm (0,015 y 0,019 pulgadas). 25
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