Procedimiento de llenado de un contenedor con un líquido.

Procedimiento de llenado de un contenedor con un líquido que conste de las siguientes etapas:

a. Realizar un contenedor de material plástico que incluya un gollete, un cuerpo que consista en un fondo abombadohacia el gollete, y una pared lateral que se extienda desde la base hasta el gollete, presentando el contenedortensiones residuales,

b. Rellenar en caliente dicho contenedor con un líquido esterilizado,

c. Obturar el gollete con un tapón inmediatamente después del llenado,

d. Enfriar el contenedor a una temperatura por debajo de la temperatura de fijación del contenedor tras la etapa (c)

e. Permitir la formación de una depresión o de un vacío en el contenedor durante el enfriado previo a la etapa (f) y,

f. Justo después de que el líquido interior se sitúe por debajo de la temperatura de transición del orden de 40 a 50°C, calentar el contenedor para provocar una contracción y una presión interna del contenedor que compense, almenos, la depresión de la etapa (e).

Procedimiento de llenado de un contenedor con un líquido [0001] La presente invención consiste en un procedimiento de llenado de un contenedor de paredes delgadas, ligeras, en particular en polietileno.

Se conoce un polímero, el tereftalato de polietileno, PET, muy utilizado para la fabricación de contenedores de líquidos. Sus principales ventajas son la transparencia, el peso reducido, la libertad de formas permitiendo perfiles diferentes en función de los productos o de las necesidades comerciales, al contrario que los contenedores metálicos que presentan siempre la misma forma y las mismas dimensiones o que los contenedores en cartón, cuyas formas son limitadas.

EL PET es irrompible y posee buenas propiedades mecánicas de conservación y de permeabilidad, por lo que resulta muy atractivo y lo que explica en gran parte su uso frecuente.

Estas botellas de PET se utilizan para líquidos naturales como el aceite y el agua mineral. En este caso, los contenedores sufren tan solo unas pocas tensiones mecánicas. El PET está totalmente adaptado. En efecto, estos líquidos se llenan en frío y sin presión.

Estas botellas se han utilizado también para bebidas carbonatadas y por lo tanto susceptibles de poner presión en el contenedor.

Artificios de concepción tales como acanaladuras en el cuerpo de la botella o unos fondos denominados petaloides permiten reforzar la resistencia mecánica y/o resistencia de presión, sin aumentar de manera perjudicial el peso del contenedor.

Cuando los industriales necesitan llenar en caliente un contenedor, se precisa recurrir a concepciones diferentes que necesitan mayor espesor , geometrías diferentes y que conducen a pesos elevados con un gran consumo de material, hasta dos veces el peso de la misma botella para líquidos llenados en frío.

El documento DE 195 20 925 A1 hace referencia a un proceso de llenado estéril de botellas de plástico con una resistencia inferior al calor con un líquido.

El documento FR 2 772 365 A presenta un procedimiento de acondicionamiento en contenedores de tereftalato de polietileno no modificado que incluye la pasteurización de la bebida, el enfriado de la bebida pasteurizada a una temperatura inferior a la en que los contenedores se deforman, la esterilización de recipientes y de los tapones de los recipientes el llenado de recipientes esterilizados por una bebida pasteurizada enfriada, el taponado de recipientes esterilizados y llenados, y una pasteurización suplementaria de los recipientes llenados y taponados a una temperatura inferior a en la que los recipientes se deforman bajo el efecto de una cantidad excesiva de calor.

En efecto, las propiedades mecánicas del PET se degradan considerablemente cuando la temperatura aumenta.

Existen procedimientos llamados "Heat Resistant [resistente a calor]", más conocidos por sus siglas HR.

Un primer procedimiento denominado de una rueda permite alcanzar temperaturas de llenado de 80/ 88° C.

Un segundo procedimiento llamado de dos ruedas permite acondicionar los líquidos a temperaturas de 88 / 95° C.

Una botella llenada en caliente sufre en efecto numerosas tensiones mecánicas durante las diferentes fases.

Así, el fondo debe resistir a la presión hidrostática del líquido caliente durante el llenado.

El contenedor debe resistir los esfuerzos generados cuando se produce el vacío generado por el enfriamiento del líquido mientras que el contenedor ha sido taponado en caliente para asegurar el carácter estéril del líquido. El enfriamiento provoca una doble tensión, la del líquido y la del aire del espacio de cabeza de dicha botella.

Por esta razón los perfiles son mucho más complejos con paneles y vigas sobre el cuerpo, cinturones marcados en el cuerpo, así como un escalonado entre el gollete y el cuerpo, por lo que la forma es más bien forma de bulbo.

La ventaja del espesor necesario para la resistencia mecánica es también la de presentar una mayor inercia a la temperatura.

Para la fabricación de botellas ligeras en PET se recurre al procedimiento llamado de extrusión/soplado. Este procedimiento consiste en realizar una preforma por extrusión, teniendo esta preforma un perfil de tubo con una extremo formado con las dimensiones y la forma definitiva del gollete, y estando el otro extremo cerrado.

Tras el calentamiento de esta preforma, especialmente mediante rayos infrarrojos de hasta 100 / 120° C, el material deforme se encuentra reblandecido y puede realizarse un soplado en el interior después de haber sido colocado en el molde adecuado.

El molde es de dimensiones tales que la contracción del material en el enfriado sea tomada en cuenta para que el contenedor final presente las dimensiones deseadas.

Durante esta fase de soplado, se produce un estirado longitudinal bajo el efecto de un vástago de estirado y un hinchado por el aire a presión introducido. Para ser más exactos, el aire se introduce primero a baja presión para asegurar una deformación adaptada al material durante las grandes amplitudes y después a alta presión para asegurar un aplicado contra las paredes del molde en acabado y para muy pequeñas amplitudes.

Los moldes se enfrían igualmente con agua con el fin de disipar las calorías transmitidas por contacto, lo que tiene también por efecto fijar la botella.

Las botellas así obtenidas se denominan biorientadas ya que han experimentado un estiramiento en una dirección y un hinchado omnidireccional.

Las cadenas macromoleculares así orientadas en dos direcciones conducen a excelentes parámetros de resistencia mecánica, a temperatura ambiente.

El inconveniente de esta biorientación resulta de su carácter en parte reversible y el material encuentra así una cierta libertad cuando la temperatura se eleva.

De hecho, el material tiende a recuperar su forma inicial en la que presenta menos tensiones.

Es el fenómeno denominado memoria de forma.

Para las botellas gruesas destinadas a ser utilizadas para bebidas llenadas en caliente, recurrimos también a la extrusión/soplado pero con parámetros de conducción más sofisticados y complejos.

En efecto, la preforma se calienta a una temperatura más elevada que en el caso de los contenedores ligeros, próxima a la cristalización con el fin de minimizar esta memoria de forma de PET y relajar las tensiones ocasionadas por el soplado.

En el caso de fabricación con una rueda, para que aumente su resistencia a la temperatura, hacemos que el material inicialmente deforme de este contenedor experimente un tratamiento térmico, durante y después de la toma de forma.

El material cuando se estira tras el reblandecimiento genera una cristalinidad inducida pero reversible, quedando el material transparente.

A continuación, si el calentamiento se mantiene tras haber generado esta cristalización inducida, se produce una cristalización esferolítica, provocando una cierta cristalinidad de las cadenas ya organizadas por biorientación.

Al contrario que la cristalización esferolítica directa del PET, la cristalización esferolítica posterior a una biorientación conserva perfectamente la transparencia del material.

En el caso de fabricación con dos ruedas, el procedimiento permite obtener mejores resultados pero a costa de un procedimiento que sigue una serie de etapas más complejas.

En efecto, en ese caso, elaboramos primero un semielaborado de un volumen más importante que el volumen del contenedor final, dos o tres veces, y con un porcentaje de estirado proporcional.

Este semielaborado se calienta después más allá de la transición vítrea para relajar las tensiones, lo que provoca una disminución de volumen y un retorno a las dimensiones de la preforma pero con un alto porcentaje de cristalinidad esferolítica, de manera proporcional obteniendo un contenedor homotético. Hay autorregulación con el PET.

Cuando este semielaborado contraído está en temperatura, una etapa de soplado con un molde con las dimensiones del contenedor final que se quiere obtener, con las contracciones, permite fabricar el contenedor final.

El alto porcentaje de cristalinidad confiere a este contenedor una resistencia mejorada para el llenado en caliente.

Señalamos que tal procedimiento es mucho más difícil de llevar a cabo.

Una vez fabricados estos contenedores, existen numerosos métodos de llenado y diferentes comportamientos en los líquidos que queremos acondicionar.

Existen líquidos sensibles a la luz tales como la leche o la cerveza, a la absorción de oxígeno y por lo tanto óxido-sensibles como el zumo, la cerveza,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de llenado de un contenedor con un líquido que conste de las siguientes etapas:

a. Realizar un contenedor de material plástico que incluya un gollete, un cuerpo que consista en un fondo abombado hacia el gollete, y una pared lateral que se extienda desde la base hasta el gollete, presentando el contenedor tensiones residuales,

b. Rellenar en caliente dicho contenedor con un líquido esterilizado,

c. Obturar el gollete con un tapón inmediatamente después del llenado,

d. Enfriar el contenedor a una temperatura por debajo de la temperatura de fijación del contenedor tras la etapa (c)

e. Permitir la formación de una depresión o de un vacío en el contenedor durante el enfriado previo a la etapa (f) y,

f. Justo después de que el líquido interior se sitúe por debajo de la temperatura de transición del orden de 40 a 50° C, calentar el contenedor para provocar una contracción y una presión interna del contenedor que compense, al menos, la depresión de la etapa (e) .

2. Procedimiento tal como se expone en la reivindicación 1, caracterizado por que el contenedor de plástico se compone de tereftalato de polietileno.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el contenedor incluye una deformación que es más favorable a la deformación mecánica.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que la deformación se crea voluntariamente y es reproducible en contenedores idénticos bajo las mismas condiciones.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa (d) tiene por efecto reducir el volumen del contenedor.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el calentamiento de la etapa (f) no provoca el aumento de la temperatura del líquido.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el calor se aplica sobre el contenedor por medio de rayos infrarrojos.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la base incluye un fondo reforzado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que el fondo reforzado consiste generalmente en un fondo abombado hacia el gollete con refuerzos para evitar su girado bajo presión ligera.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el contenedor incluye una zona escalonada indeformable.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el escalonamiento está configurado para ser indeformable.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción • DE 19520925 A1 [0008] • FR 2772365 A [0009]