ES2555954T3

ES2555954T3 - Método de fabricación de un recipiente que tenga una terminación de cuello estirado con al menos una rosca externa

Info

Publication number: ES2555954T3
Application number: ES04704896.2T
Authority: ES
Inventors: Brian A. Lynch; Keith J. Barker; Thomas E. Nahill
Original assignee: Graham Packaging Pet Technologies Inc
Current assignee: Graham Packaging Pet Technologies Inc
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2016-01-11
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: US20050153089A1; US20040146672A1; CN1756645A; BRPI0406968A; CN100526049C; EP1594673B1; KR20050109469A; NZ541895A; WO2004067263A1; US7604769B2; KR100716703B1; JP2006517484A; PT1594673E; MXPA05007844A; EP1594673A1; AU2004207795A1; US6884382B2; AU2004207795B2; CA2514198A1

Abstract

Un método para fabricar un recipiente (40) de plástico que tiene un cuerpo (24) y una terminación (36) con al menos una rosca externa (38), que comprende las etapas de: (a) moldear a presión una preforma (10) de plástico que tenga un cuerpo (12) y una terminación (14) con al menos una rosca externa (16), (b) moldear por soplado el cuerpo de dicha preforma para formar el cuerpo (24) del recipiente, y (c) expandir dicha terminación (14) de preforma moldeada a presión, y dicha al menos una rosca externa (38), radialmente hacia fuera para formar una terminación (36) del recipiente que tenga una rosca externa (38) moldeada a presión, caracterizado por que dicha etapa (c) se lleva a cabo con posterioridad a dicha etapa (b), o al menos en dos etapas, una etapa previa a dicha etapa (b) y una segunda etapa posterior a dicha etapa (b), y dicha etapa (c) es tal que, después de dicha etapa (c), la terminación expandida es una terminación de boca ancha que tiene un diámetro de más de 50 mm.

Description

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DESCRIPCION

Metodo de fabricacion de un recipiente que tenga una terminacion de cuello estirado con al menos una rosca externa

La presente invencion esta dirigida a recipientes de plastico moldeados, y a metodos de fabricacion de tales recipientes.

Antecedentes y sumario de la invencion

En la fabricacion de recipientes de plastico, tales como recipientes de PET monocapa o multicapa, es convencional moldear una preforma de recipiente que tenga un cuerpo y una terminacion con una o mas roscas externas. La terminacion normalmente se moldea con su geometna final, mientras que el cuerpo de la preforma se moldea por soplado posteriormente con la geometna deseada del cuerpo del recipiente. Aunque esta tecnica de fabricacion es satisfactoria para la fabricacion de recipientes de diferentes diametros de terminacion, el rendimiento del proceso se reduce considerablemente cuando se emplea para la fabricacion de preformas y recipientes con un diametro de terminacion aumentado. Por ejemplo, un bloque de cavidades de molde de preforma que tenga noventa y seis cavidades de molde para preformas con un diametro de terminacion de 28 mm normalmente alojara solo cuarenta y ocho cavidades con un diametro de terminacion de 43 mm para el mismo tamano global de bloque de cavidades. Este rendimiento se reduce incluso mas para las preformas de boca ancha que tengan un diametro de terminacion superior a 50 mm aproximadamente.

Para solucionar este problema de rendimiento de fabricacion, se ha propuesto fabricar un recipiente de boca ancha moldeando de una preforma de cuello estrecho, y a continuacion moldeando por soplado el cuerpo de la preforma dentro de una cavidad que forme el cuerpo del recipiente, la terminacion del recipiente con roscas, y un sobrante o cupula de recorte que debera retirarse del cuerpo y la terminacion de recipiente, junto con la terminacion de preforma, despues de retirar el recipiente del molde. Aunque esta tecnica permite el uso de preformas de cuello estrecho, y por lo tanto mantiene un alto rendimiento durante la etapa de moldeo de preformas, la tecnica presenta la desventaja de que el sobrante y la terminacion de preforma constituyen un resto de recorte que debera reciclarse o desecharse. Adicionalmente, cuando se fabrican recipientes multicapa que tengan una capa intermedia de resina de barrera, por ejemplo, esta tecnica presenta el inconveniente de que un borde de la capa de barrera queda expuesto en el plano de sobrante de recorte, lo que puede dar lugar a una absorcion de vapor de agua y una perdida de propiedades de barrera sustanciales en muchas resinas de barrera hidrofilas, tal como el etileno-alcohol vimlico (EVOH). Por otra parte, y tal vez mas importante, en esta tecnica las roscas externas de la terminacion de recipiente se moldean por soplado, y no quedan definidas y detalladas tan claramente como las roscas externas formadas por moldeo directo.

El documento US-A-4.412.966 divulga un metodo de fabricacion de un recipiente de plastico que tiene las caractensticas de la porcion pre-caracterizadora de la reivindicacion 1.

El documento WO-A-02/00418 divulga un recipiente que tiene las caractensticas de la porcion pre-caracterizadora de la reivindicacion 30.

El documento US-A-4.397.629 divulga un aparato para la elaboracion de porciones de cuello y boca de botellas de resina sintetica.

El documento US-A-4.704.243 divulga un metodo de produccion de un recipiente termoplastico que tiene en su parte inferior una zona de refuerzo en forma de anillo.

El documento JP-A-3-092329 divulga un metodo y un aparato para ampliar el diametro de un tubo de resina termoplastica.

Es por tanto un objeto general de la presente invencion proporcionar un metodo para fabricar un recipiente de plastico, y / o un recipiente de plastico formado por dicho metodo, en el que las roscas del recipiente se formen mediante moldeo por presion (moldeo por compresion o por inyeccion) en lugar de moldeo por soplado, y que mantenga un alto rendimiento en la etapa de moldeo de preformas.

La presente invencion proporciona un metodo para fabricar un recipiente de plastico de acuerdo con la reivindicacion 1. Las caractensticas preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

La invencion se puede implementar para expandir una preforma o terminacion de recipiente de cuello estrecho a una preforma o terminacion de recipiente de boca ancha, tal como 28 mm a 63 mm o 48 mm a 63 mm. La invencion tambien se puede implementar para expandir una terminacion de boca ancha a una terminacion de boca ancha mas grande, tal como 63 mm a 83 mm.

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Breve descripcion de los dibujos

La invencion, junto con los objetos caractensticas y ventajas adicionales de la misma, se entenderan mejor a partir de la siguiente descripcion, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos adjuntos, en los que:

La FIG. 1 es un diagrama esquematico de una preforma y un molde de soplado para el moldeo de un producto

de recipiente intermedio de acuerdo con una implementacion actualmente preferida de la invencion;

La FIG. 2 es una vista esquematica en alzado de un recipiente intermedio despues del moldeo por soplado de la

FIG. 1;

La FIG. 3 es un diagrama esquematico de un aparato para expandir la terminacion del recipiente intermedio

ilustrado en la FIG. 2; y

La FIG. 4 es una vista esquematica en alzado de un recipiente que tiene una terminacion ampliada tras el

proceso de la FIG. 3.

Descripcion detallada de realizaciones preferidas

En la presente solicitud los terminos terminacion "de cuello estrecho" y terminacion "de boca ancha" se emplean en sus sentidos convencionales, en tanto que una terminacion "de boca ancha" presenta un diametro exterior (diametro E) mayor de 50 mm, mientras que una terminacion de cuello estrecho presenta un diametro exterior igual o inferior a 50 mm. Las terminaciones de 28 mm y 43 mm son terminaciones de cuello estrecho habituales en la industria de recipientes de plastico, aunque la presente invencion no esta de ninguna manera limitada a estos diametros de terminacion particulares. Una terminacion de 63 mm es una terminacion convencional de boca ancha relativamente pequena para la industria de recipientes de plastico, aunque de nuevo la presente invencion no esta limitada a las terminaciones de boca ancha de este tamano particular. Una terminacion de 83 mm es un tamano de terminacion convencional de boca ancha mas grande.

La FIG. 1 ilustra una preforma 10 que comprende un cuerpo 12 y una terminacion 14 moldeada integralmente. La terminacion 14 presenta una o mas roscas externas 16 moldeadas integralmente sobre la terminacion. La preforma 10 se puede fabricar en una operacion de moldeo a presion, y puede ser una construccion monocapa o multicapa. (Para fines de esta solicitud, el termino "moldeo a presion" abarca y esta limitado a moldeo por inyeccion y por compresion. Vease el documento US 4.690, 633.) Una preforma 10 convencional puede tener una construccion de multiples capas, incluyendo capas internas y externas, de tereftalato de polietileno (PET), y una o mas capas intermedias de un material de barrera tal como EVOH o nylon. La capa o capas intermedias estan dispuestas en el cuerpo 12 de preforma, y pueden o no extenderse hacia la preforma 14 de terminacion. Debe comprenderse que la presente invencion no esta de ninguna manera limitada a estos materiales ejemplares, aunque la presente invencion cuenta con una ventaja particular en conexion con las terminaciones de PET, tal como se describira.

Se coloca la preforma 10 en un molde 18 de soplado, quedando dispuesto el cuerpo 12 de preforma dentro de una cavidad 20 formada por el molde 18. La aplicacion de aire a presion en el interior de la preforma 10 expande el cuerpo 12 de preforma hasta los lfmites de la cavidad 20 de molde. En la FIG. 2 se ilustra el recipiente intermedio 22 resultante, que tiene un cuerpo 24 moldeado por soplado formado por la expansion del cuerpo 12 de preforma, y una terminacion 14 moldeada integralmente con unas roscas externas 16. A continuacion se dirige el recipiente 22 a un aparato 26 de expansion de terminacion ilustrado en la FIG. 3. En el numero de referencia 29 se inserta un tapon 28 en la terminacion 14 de recipiente, y en el numero de referencia 30 se hace girar sobre su eje. El tapon 28 tiene un extremo conico, con un diametro mmimo 32 menor que el diametro interior de la terminacion 14 de preforma inicialmente moldeada, y un diametro mayor 34 igual o ligeramente mayor (para permitir la relajacion) que el diametro interior de terminacion final deseado. El tapon 28 tambien tiene una porcion cilmdrica 35 para encajar dentro de la terminacion de recipiente expandido, y para girar dentro del mismo. Un labio 37 engancha por friccion con el borde axial o superficie de sellado superior de la terminacion, para mantenerlo plano. El tapon 28 se puede calentar para calentar por conduccion la terminacion 14 de recipiente, y facilitar de ese modo la expansion del plastico de la terminacion del recipiente. Como alternativa, la terminacion del recipiente se puede calentar antes de insertar el tapon de expansion. Como otra alternativa, el tapon 37 puede ser estacionario, y hacerse girar la botella durante la insercion. Puede suministrarse aire a traves del tapon 28 para rigidizar la pared lateral del recipiente. Pueden utilizarse otros medios de expansion, tal como una camara de aire, en lugar del tapon 28.

Posteriormente, en el numero de referencia 42, se retira el tapon 28, dejando un recipiente 40 con una terminacion expandida 36 (FIGS. 3 y 4). La terminacion 36 tiene roscas externas 38 que son similares en su geometna a las roscas 16 de preforma, pero expandidas radial y circunferencialmente junto con la terminacion. Por lo tanto, las roscas 38 estan expandidas o estiradas en comparacion con las roscas 16 de preforma, pero por lo demas tienen una geometna determinada por la geometna de las roscas 16 moldeadas, que estan mas claramente definidas y detalladas que las roscas que se pueden obtener mediante moldeo por soplado. Por lo tanto, la FIG. 4 ilustra un recipiente 40 que tiene un cuerpo 24 y una terminacion integral 36 con roscas 38 expandidas.

En una implementacion de la presente invencion, un diametro de terminacion de 43 mm se puede expandir hasta un diametro de terminacion de 63 mm, u obtener una expansion del 46,5 % aproximadamente. En otra implementacion de la invencion, un diametro de terminacion de 28 mm se puede expandir hasta un diametro de terminacion de 63

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mm, obteniendo una expansion del 125% aproximadamente. En otra implementacion mas de la invencion, un diametro de terminacion de 63 mm se puede ampliar a 83 mm, u obtener una expansion del 32 % aproximadamente. Una terminacion se puede someter a multiples expansiones, si se desea, tal como una expansion de 43 mm a 63 mm, seguida de una expansion de 63 mm a 83 mm. Las roscas y la terminacion de preforma tendran que ser mas grande y mas gruesas que el tamano final deseado para llegar a las dimensiones adecuadas despues del estirado. Tal como se ha mencionado anteriormente, la terminacion puede calentarse antes o durante el estirado, por ejemplo por conduccion desde el taco de expansion y / o por otros medios, tal como calentamiento radiante. El estirado de la terminacion y las roscas logra una orientacion molecular ventajosa en la terminacion y en las roscas. El estirado tambien fortalece el area del cuello del recipiente final. Tambien se preve que la terminacion del recipiente pueda cristalizar total o parcialmente durante o despues de la expansion para evitar la relajacion y la contraccion sustanciales, en particular cuando deba emplearse el recipiente en aplicaciones de llenado en caliente. Dicha cristalizacion puede darse en la superficie exterior de la terminacion incluyendo las roscas, o puede extenderse completamente a traves del espesor de la terminacion del recipiente. Dicha cristalizacion puede llevarse a cabo ya sea simultaneamente con la expansion de la terminacion y el estiramiento de las roscas de la terminacion, o posteriormente a los mismos.

En las realizaciones hasta ahora analizadas, la expansion de la terminacion del recipiente se lleva a cabo en una sola etapa. Por otro lado, la expansion de la terminacion podra darse en etapas secuenciales antes y despues del moldeo por soplado. Por ejemplo, un terminacion inicial de 28 mm podra ampliarse a 43 mm antes de moldear por soplado el cuerpo del recipiente, por ejemplo cuando los moldes de soplado esten configurados para aceptar preformas 43 mm. Tras el moldeo por soplado, entonces podra expandirse aun mas la terminacion hasta 63 mm. A modo de otra modificacion, la terminacion podra sobre-expandirse ligeramente, y a continuacion permitir su contraccion y relajacion. Por ejemplo, la terminacion podra expandirse de 43 mm a 63,5 mm, y despues permitir su contraccion, tal vez sobre un tapon, a 63 mm. Esto presentara la ventaja de permitir aliviar la tension tras la expansion. La contraccion podra inducirse por la exposicion al calor, como por ejemplo durante una operacion de cristalizacion.

Se ha divulgado por lo tanto un metodo para fabricar un recipiente de plastico, asf como un recipiente de plastico que alcanza plenamente todos los objetos y objetivos previamente establecidos. La invencion ha sido divulgada en conjuncion con las realizaciones actualmente preferidas de la misma, y se han analizado una serie de modificaciones y variaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo para fabricar un recipiente (40) de plastico que tiene un cuerpo (24) y una terminacion (36) con al menos una rosca externa (38), que comprende las etapas de:

(a) moldear a presion una preforma (10) de plastico que tenga un cuerpo (12) y una terminacion (14) con al menos una rosca externa (16),

(b) moldear por soplado el cuerpo de dicha preforma para formar el cuerpo (24) del recipiente, y

(c) expandir dicha terminacion (14) de preforma moldeada a presion, y dicha al menos una rosca externa (38), radialmente hacia fuera para formar una terminacion (36) del recipiente que tenga una rosca externa (38) moldeada a presion,

caracterizado por que

dicha etapa (c) se lleva a cabo con posterioridad a dicha etapa (b), o al menos en dos etapas, una etapa previa a dicha etapa (b) y una segunda etapa posterior a dicha etapa (b), y

dicha etapa (c) es tal que, despues de dicha etapa (c), la terminacion expandida es una terminacion de boca ancha que tiene un diametro de mas de 50 mm.
2. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, que incluye la etapa de:

(d) cristalizar dicha terminacion (36) ya sea simultaneamente con dicha etapa (c), o posteriormente a la misma.
3. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, que comprende la etapa adicional de: (d) calentar dicha terminacion (14) antes de dicha etapa (c), o durante la misma.
4. El metodo expuesto en la reivindicacion 3, donde dicha etapa (c) se lleva a cabo mediante la insercion de un tapon (28) dentro de dicha terminacion (14).
5. El metodo expuesto en la reivindicacion 4, que comprende la etapa adicional de hacer girar dicho tapon (28) o dicha terminacion (14) durante la insercion de dicho tapon en dicha terminacion.
6. El metodo expuesto en cualquier reivindicacion precedente, donde dicha terminacion (14) se expande al menos un 32 % en dicha etapa (c).
7. El metodo expuesto en la reivindicacion 6, donde dicha terminacion (14) se expande al menos un 125 % en dicha etapa (c).
8. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha terminacion (14) se expande desde una terminacion inicial de 28 mm hasta una terminacion de 43 mm antes de la etapa (b).
9. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicho moldeo a inyeccion.
10. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicho recipiente monocapa o multicapa.
11. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha terminacion (14) moldeada a presion tiene un diametro inicial de 28 mm y en dicha etapa (c) se expande hasta una terminacion de 63 mm.
12. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha etapa (c) incluye la expansion de la terminacion (14) moldeada a presion desde un diametro de 63 mm a uno de 83 mm.
13. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha terminacion (14) moldeada a presion tiene un diametro inicial de 43 mm y en dicha etapa (c) se expande hasta 63 mm.
14. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde en dicha etapa (c) dicha terminacion (14) se expande para que quede ligeramente sobre-expandida, y a continuacion se permite su contraccion y relajacion hasta un diametro deseado de la terminacion.
15. El metodo expuesto en la reivindicacion 4, donde durante dicha etapa (c) un labio (37) de dicho tapon (28) engancha por friccion con una superficie de sellado superior de la terminacion (14), para mantenerla plana.
16. El metodo expuesto en la reivindicacion 4, donde se calienta dicho tapon (28) para calentar por conduccion dicha terminacion (14) y facilitar la expansion plastica de la terminacion (14).

presion es un moldeo por compresion o (40) de plastico es un recipiente de PET
17. El metodo expuesto en la reivindicacion 4, donde se calienta dicha terminacion (14) antes de la insercion del tapon (28).
18. El metodo expuesto en la reivindicacion 1 donde dicha etapa (c) se lleva a cabo mediante la insercion de una 5 camara de aire dentro de dicha terminacion (14).
19. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde en dicha etapa (c) se expande dicha rosca (38) radial y circunferencialmente a lo largo de dicha terminacion (14).

10 20. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha rosca (16) y terminacion (14) de preforma se moldean

para ser mas grandes y mas gruesas que el tamano final deseado, para que alcancen las dimensiones adecuadas despues de la expansion en dicha etapa (c).
21. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde en dicha etapa (c) se estira dicha terminacion (14) y roscas

15 (38) para conseguir la orientacion molecular en dicha terminacion (14) y roscas (38).
22. El metodo expuesto en la reivindicacion 1, donde dicha terminacion (14) cristaliza total o parcialmente durante o despues de dicha etapa (c), para evitar la relajacion y la contraccion sustanciales.

20 23. El metodo expuesto en la reivindicacion 22, donde dicha cristalizacion ocurre sobre una superficie exterior de

dicha terminacion (14) y roscas (38), o se extiende completamente a traves del espesor de la terminacion (14).
24. El metodo expuesto en la reivindicacion 14, donde dicha contraccion se ve inducida por la exposicion al calor.