PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN Y LLENADO EN CALIENTE DE UN ENVASE DE PET.

Procedimiento de fabricación y llenado en caliente de un envase de PET. Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de llenado de un envase de poli(tereftalato de etileno) (PET), llenado en caliente. El procedimiento se aplica en particular al acondicionamiento de un producto a más de 80ºC en una botella de PET que no se ha fabricado con los procedimientos de soplado denominados Heat Resistant (termorresistente) y más comúnmente designados con las letras HR. Estado de la técnica Las botellas de poli(tereftalato de etileno) (PET) se utilizan en numerosos campos debido a sus excelentes propiedades: resistencia, ligereza, transparencia, propiedades organolépticas. Estas botellas se fabrican a gran cadencia mediante estirado biaxial de una preforma en un molde. En el presente texto, se debe entender por llenado en caliente un llenado en el que la temperatura del líquido es superior a la temperatura ambiente, en general superior a 80ºC. Por llenado en frío se entiende la temperatura ambiente o temperatura inferior a la temperatura ambiente. La fabricación de botellas de PET para las botellas llenadas en frío recurre al procedimiento de soplado de una preforma en la cavidad de un molde. La preforma fabricada por inyección se parece a un tubo, uno de cuyos extremos está tapado, y el otro extremo forma un cuello. Tras el calentamiento de esta preforma mediante radiación infrarroja hasta 95/120ºC, el PET amorfo se ablanda y experimenta una deformación mediante soplado en la cavidad de un molde. Durante la fase de soplado, la preforma se deforma biaxialmente gracias a la acción conjugada de un vástago de estirado y gracias al aire introducido a presión en la preforma y que provoca un inflado. Los moldes se enfrían con agua con el fin de disipar por contacto las calorías del PET, lo cual presenta el efecto de fijar la geometría de la botella. Las botellas obtenidas se denominan biorientadas ya que han experimentado durante su fabricación un estirado biaxial. Las cadenas macromoleculares así orientadas conducen a excelentes propiedades mecánicas y ópticas a temperatura ambiente. El inconveniente de esta biorientación resulta de su carácter reversible y el material intenta volver a encontrar su estado inicial en cuanto se eleva la temperatura; fenómeno denominado de memoria de forma. Además, aunque estas botellas ofrecen numerosas ventajas, adolecen del inconveniente de que se deforman cuando su temperatura es superior a 60ºC. El acondicionamiento de un producto a alta temperatura de 85/95ºC en estas botellas genera tales deformaciones que dichas botellas se vuelven inadecuadas para el consumo. Se describen varios procedimientos en la técnica anterior con el fin de solucionar el inconveniente mencionado anteriormente y permitir el llenado en caliente de botellas de PET. La solución más habitual para permitir el acondicionamiento de un líquido caliente en una botella de PET consiste en utilizar conjuntamente un procedimiento de soplado de las botellas denominado Heat Resistant así como un diseño de botella específico. Los procedimientos denominados Heat Resistant y más comúnmente designados por las letras HR, permiten mejorar la resistencia térmica de las botellas. Así, existe un primer procedimiento HR, denominado de una rueda, que permite alcanzar temperaturas de llenado de 80 a 88ºC. Un segundo procedimiento HR, denominado de dos ruedas, permite acondicionar líquidos a temperaturas de 88 a 95ºC. En paralelo al procedimiento de fabricación HR de las botellas, es necesario recurrir a diseños de botellas diferentes. Durante el acondicionamiento, las botellas deben resistir al vacío generado por el enfriamiento del líquido mientras que dicha botella se ha tapado en caliente. El enfriamiento provoca una doble contracción, la del líquido y la del aire atrapado en la botella. Además, las botellas llenadas en caliente comprenden unos paneles de compensación que permiten absorber la variación de volumen, y unas partes más rígidas que evitan una deformación no controlada de la botella. Estos diseños necesitan espesores de pared más importantes y conducen a botellas cuyo peso puede alcanzar hasta dos veces el peso de una botella llenada en frío. Los procedimientos HR utilizados para fabricar botellas destinadas a ser llenadas en caliente también recurren al soplado de una preforma en la cavidad de un molde pero con parámetros de conducción más sofisticados y más complejos. En efecto, la preforma se calienta a una temperatura más elevada que en el caso del soplado de un recipiente llenado en frío. La temperatura de soplado elevada permite minimizar la memoria de forma del PET y relajar una parte de las tensiones debidas al soplado. En el caso del procedimiento HR denominado de una rueda, se somete la botella a un tratamiento térmico cuando entra en contacto con las paredes del molde. La temperatura elevada de las paredes del molde presenta el efecto de aumentar la cristalización de las cadenas de PET biorientadas y mejorar así su resistencia a la temperatura. Una circulación de aire en el interior de la botella permite 2 E08855717 27-10-2011   evacuar las calorías del PET y así solidificar las paredes de la botella antes de la expulsión del molde. En el caso del procedimiento HR denominado de dos ruedas, el procedimiento permite alcanzar una resistencia térmica más elevada pero a costa de una sucesión de etapas más complejas. En efecto, la primera etapa consiste en soplar un desbaste cuyo volumen es mucho más grande que el de la botella; al presentar este desbaste una gran tasa de cristalización se retrae a continuación por calentamiento más allá de la transición vítrea; finalmente se sopla el desbaste retraído en la cavidad de un molde correspondiente a las dimensiones de la botella que se va a fabricar. La botella presenta una gran tasa de cristalización, lo cual permite el llenado a temperaturas comprendidas entre 88 y 95ºC. No obstante, las botellas que han experimentado un tratamiento térmico con el fin de permitir el acondicionamiento de un líquido a alta temperatura adolecen de varios inconvenientes. Un primer inconveniente está asociado a la disminución de la cadencia de producción de las botellas porque el procedimiento de termofijación ralentiza el ciclo de soplado. Los procedimientos HR son más complejos que el procedimiento de soplado convencional y por consiguiente más pesados de poner en práctica y de utilizar. Un segundo inconveniente está asociado al peso y por consiguiente al coste de estas botellas. Tal como se ha descrito anteriormente, la adición de material permite enfrentarse al vacío que se crea en el envase y a la temperatura de llenado elevada. No obstante, la solución actual utiliza un exceso de material que no es estrictamente necesario para la buena conservación del producto. Además, los paneles de compensación perjudican a la estética del envase, lo cual hace que resulte menos atractivo para el consumidor. La solicitud de patente FR 2 887 238 propone solucionar en parte los inconvenientes mencionados anteriormente realizando botellas de paredes delgadas adecuadas para el llenado en caliente. Estas botellas se fabrican con un procedimiento de soplado HR que presenta una o dos ruedas tal como se ha descrito anteriormente, y presentan por consiguiente propiedades que permiten el llenado en caliente sin retracción del envase. Las botellas propuestas en la solicitud FR 2 887 238 presentan numerosas ventajas ya que no comprenden paneles de retracción, y presentan un peso reducido con respecto a los envases utilizados por el experto en la materia; siendo este peso sustancialmente equivalente al de los recipientes utilizados para contener agua mineral, de igual capacidad. El recipiente es de forma cilíndrica, eventualmente con acanaladuras para rigidizar el cuerpo, con un fondo ligero como el de los recipientes para agua mineral plano pero reforzado. Este envase se llena en caliente en una máquina llenadora de tipo conocido, llevándose y manteniéndose el líquido a una temperatura de 60 a 95ºC en función de las aplicaciones pretendidas. Tras el taponamiento en caliente y el enfriamiento, se crea un vacío en la botella que crea una deformación importante del cuerpo de la botella. El procedimiento, según la solicitud FR 2 887 238 consiste en reducir el volumen de la botella provocando una retracción por calentamiento de las paredes de la botella cuando la temperatura del líquido es inferior a una transición del orden de 40 a 50ºC. A pesar de las numerosas ventajas que aporta, la solicitud de patente FR 2 887 238 adolece de varios inconvenientes. Un primer inconveniente está asociado al modo de fabricación de estas botellas que necesita un procedimiento de soplado HR de una o dos ruedas con el fin de que el envase sea suficientemente resistente a la temperatura. Tal como se ha... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación y llenado en caliente de un envase de PET que comprende las etapas siguientes: a) disponer de una preforma de PET constituida por un copolímero a base de ácido tereftálico, adecuada para ser soplada y de la cual por lo menos una parte se encuentra a una temperatura igual o superior a 110ºC, b) soplar la preforma en la cavidad de un molde cuya temperatura es igual o inferior a 65ºC de manera que se forma un envase, c) retirar el envase de la cavidad del molde, d) llenar el envase con un líquido cuya temperatura es superior a 80ºC, e) cerrar el envase de manera estanca, f) esterilizar y enfriar el envase, g) retraer el envase, caracterizado porque - dicha preforma es adecuada para ser soplada según un procedimiento convencional que no es un procedimiento de soplado denominado Heat Resistant o HR, - durante la etapa g) el envase se calienta durante un periodo comprendido entre 1 y 5 segundos a una temperatura comprendida entre 600 y 1.000ºC en por lo menos una parte del envase de manera que se crea una retracción y una disminución del volumen del envase. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el fondo del molde se mantiene a una temperatura inferior a 20ºC. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el fondo del molde se mantiene a una temperatura comprendida entre 1 y 15ºC. 8 E08855717 27-10-2011