Moldeo por soplado líquido o hidráulico.

Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente (C),

que comprende:

una cavidad de molde (16) que define una superficie interna (24) y está adaptada para recibir una preforma (12);

una fuente de presión (20), adaptada para empujar un líquido hacia la preforma; y

una tobera de soplado (22) adaptada para recibir el líquido desde la fuente de presión (20) y para transferir dicho líquido a una presión a la preforma, forzando así a la preforma a expandirse hacia la superficie interna de la cavidad del molde y a crear un recipiente resultante, permaneciendo el líquido dentro del recipiente como producto final,

y una varilla de estirado (26) adaptada para extenderse en la preforma y estirar mecánicamente la preforma antes de que el líquido sea empujado hacia el interior de la preforma,

caracterizado porque la fuente de presión (20) comprende solo un dispositivo en forma de pistón (40) accionado mecánicamente y adaptado para empujar el líquido hacia la preforma.

Moldeo por soplado líquido o hidráulico.

Campo técnico La presente divulgación se refiere, en general, a un aparato y a su utilización para formar y llenar un recipiente de plástico. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un aparato y a su utilización para formar y llenar de forma simultánea un recipiente de plástico.

Antecedentes La preocupación por el medio ambiente y otras consideraciones han favorecido el mayor utilización hasta la fecha de los recipientes de plástico; más particularmente, el de los de poliéster y, todavía más particularmente, el de los de tereftalato de polietileno (PET) , para el envasado de numerosos productos que previamente se suministraban en recipientes de vidrio. Los fabricantes y las empresas de envasado, así como los consumidores, han constatado que los recipientes de PET son ligeros, económicos, reciclables y aptos para la fabricación en grandes cantidades.

Los recipientes de plástico moldeados por soplado se han convertido en elementos cotidianos en el envasado de numerosos productos. El PET es un polímero cristalizable, lo que significa que está disponible en forma amoría o en forma semicristalina. La capacidad de un recipiente de PET de mantener su integridad material está relacionada con el porcentaje de PET en forma cristalina presente en el recipiente, denominado también "cristalinidad" del recipiente de PET. La ecuación siguiente define el porcentaje de cristalinidad como una fracción de volumen:

% de cristalinidad =

en la que ρ es la densidad del material PET, ρa es la densidad del material PET en estado amorfo puro (1, 333 g/cc) y ρc es la densidad del material en estado cristalino puro (1, 455 g/cc) . Una vez moldeado el recipiente mediante soplado, este puede llenarse con el producto.

Tradicionalmente, el moldeo por soplado y el llenado se han desarrollado como dos procedimientos independientes, de los cuales se han ocupado empresas diferentes en muchos casos. Con el propósito de rentabilizar el llenado de botellas, algunas empresas de envasado han incorporado en sus dependencias el moldeado por soplado y, en muchas ocasiones, han integrado directamente moldeadoras por soplado a las líneas de llenado. Los fabricantes de equipos conocen esta ventaja y por ello venden sistemas "integrados", diseñados para asegurar que la moldeadora por soplado y la llenadora estén totalmente sincronizadas. Pese a los esfuerzos por acercar ambos procedimientos, el moldeo por soplado y el llenado continúan siendo dos procedimientos diferenciados independientes. En consecuencia, mientras estos dos procedimientos se ejecuten por separado, los costes en los que se puede incurrir serán significativos. Por lo tanto, existe la necesidad de disponer de un sistema de moldeo por soplado líquido o hidráulico adecuado para formar y llenar un recipiente en una sola operación.

La solicitud PCT WO 2005/0445401 da a conocer un sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente con un líquido. El sistema comprende todas las características técnicas del preámbulo de la reivindicación 1 y combina el estirado mecánico de una preforma mediante una varilla de estirado y la expansión hidráulica de la preforma mediante un líquido, que constituye el producto final, con el cual se llena el recipiente.

La solicitud de patente US 2005/0206045 también da a conocer un sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente con un líquido. En este sistema, no se realiza el estirado mecánico de la preforma mediante una varilla de estirado, sino solo el estirado hidráulico.

Sumario La presente divulgación describe, pues, un sistema según la reivindicación 1 y una utilización de dicho sistema, en los que el producto líquido final ejerce la presión necesaria para expandir una preforma caliente y darle la forma de un molde y, por consiguiente, formar y llenar simultáneamente el recipiente.

Las reivindicaciones subordinadas se refieren a otras formas de realización.

En un ejemplo, el sistema comprende una cavidad de molde de delimita una superficie interna adaptada para recibir una preforma. El sistema también comprende una fuente de presión que presenta una entrada, un cilindro de llenado y un dispositivo en forma de pistón. El dispositivo en forma de pistón puede desplazarse dentro del cilindro de llenado en una primera dirección, en la que se empuja el líquido hacia el cilindro de llenado a través de la entrada, y en una segunda dirección, en la que se empuja el líquido hacia la preforma. Puede adaptarse una tobera de soplado para recibir el líquido de la fuente de presión y transferirlo a la preforma en condiciones de presión elevada, forzando de ese modo a la preforma a expandirse hacia la superficie interna de la cavidad de molde y crear el recipiente resultante. El líquido permanece dentro del recipiente como un producto final.

Los beneficios y ventajas adicionales a los cuales se hace referencia en la presente divulgación resultarán evidentes a los expertos en la materia tras la consulta de la descripción y las reivindicaciones siguientes conjuntamente con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una representación esquemática de una preforma calentada y trasladada a una estación de molde, en la que una fuente de presión, que comprende un dispositivo en forma de pistón, empieza a ascender y a empujar el líquido hacia la fuente de presión de conformidad con lo descrito en la presente divulgación.

La figura 2 es una representación esquemática del sistema ilustrado en la figura 1, en la que se muestra cómo las mitades del molde se cierran en torno a la preforma, y el líquido continúa acumulándose en la fuente de presión.

La figura 3 es una representación esquemática del sistema ilustrado en la figura 2, en la que se muestra cómo la varilla de estirado se introduce en la preforma para empezar el estirado mecánico, y cómo continúa acumulándose el fluido en la fuente de presión.

La figura 4 es una representación esquemática del sistema de la figura 3, en la que se muestra cómo la varilla de estirado ha estirado la preforma, y cómo el fluido se ha acumulado por completo en la fuente de presión.

La figura 5 es una representación esquemática del sistema de la figura 4, en la que se muestra cómo el dispositivo en forma de pistón conduce el líquido desde la fuente de presión hasta la preforma, expandiendo de ese modo la preforma hacia las paredes de la cavidad del molde.

La figura 6 es una representación esquemática del sistema de la figura 5, en la que se muestra cómo el dispositivo en forma de pistón se ha accionado a fondo y, por consiguiente, ha transferido por completo un volumen de líquido suficiente al recipiente recién formado, y cómo se retira la varilla de estirado.

La figura 7 es una representación esquemática del sistema de la figura 6, en la que se muestra cómo las mitades del molde se separan y el dispositivo en forma de pistón empieza a llenar de líquido la fuente de presión para preparar el siguiente ciclo.

Descripción detallada La descripción siguiente no pretende limitar en absoluto la presente divulgación, ni la aplicación ni las utilizaciones de esta, sino simplemente ser ejemplificativa.

Con referencia a todas las figuras, se representa una estación de molde según lo descrito en la presente exposición, indicada de forma general mediante el número de referencia 10.

Las figuras 1 a 7 representan un ejemplo de secuencia según la presente exposición. Como se pone de manifiesto en la siguiente descripción, la estación de molde 10 y el procedimiento asociado utilizan un producto líquido final L para ejercer la presión necesaria para expandir una preforma calentada 12 con el propósito de dar a esta la forma de un molde, y formar y llenar al mismo tiempo el recipiente resultante C (figura 7) .

Con referencia inicial a la figura 1, se describirá en mayor detalle la estación de molde 10. La estación de molde 10 generalmente comprende una cavidad del molde 16, una fuente de presión 20, una tobera de soplado 22 y una varilla de estirado 26. El ejemplo de cavidad de molde 16 ilustrado comprende las mitades de molde 30, 32 que cooperan para definir una superficie interna 34 correspondiente al perfil externo deseado de un recipiente moldeado por soplado. La cavidad del molde 16 puede desplazarse desde una posición abierta (figura 1) hasta una posición cerrada (figura 2) , de tal forma que el anillo de apoyo 38 de la preforma 12 queda atrapado en el extremo superior de la cavidad del molde 16. La preforma 12 puede componerse de un material de poliéster, tal como el tereftalato de polietileno (PET) , que tiene una forma... [Seguir leyendo]

1. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente (C) , que comprende:

una cavidad de molde (16) que define una superficie interna (24) y está adaptada para recibir una preforma (12) ;

una fuente de presión (20) , adaptada para empujar un líquido hacia la preforma; y

una tobera de soplado (22) adaptada para recibir el líquido desde la fuente de presión (20) y para transferir dicho líquido a una presión a la preforma, forzando así a la preforma a expandirse hacia la superficie interna de la cavidad del molde y a crear un recipiente resultante, permaneciendo el líquido dentro del recipiente como producto final,

y una varilla de estirado (26) adaptada para extenderse en la preforma y estirar mecánicamente la preforma antes de que el líquido sea empujado hacia el interior de la preforma,

caracterizado porque la fuente de presión (20) comprende solo un dispositivo en forma de pistón (40) accionado mecánicamente y adaptado para empujar el líquido hacia la preforma.

2. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según la reivindicación 1, en el que la fuente de presión (20) comprende además una entrada (46) y una cámara (42) , y en el que el dispositivo en forma de pistón (40) es móvil dentro de la cámara en una primera dirección, en la que se lleva el líquido a la cámara a través de la entrada, y en una segunda dirección, en la que se empuja el líquido hacia la preforma.

3. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según la reivindicación 2, en el que el dispositivo en forma de pistón (40) es uno de entre un pistón, una bomba y un acumulador.

4. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la tobera de soplado (22) define una forma adaptada para formar un sellado con un final de la preforma.

5. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la cavidad de molde (16) recibe una preforma calentada a una temperatura comprendida entre aproximadamente 88 °C (190 °F) y 121 °C (250 °F) .

6. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la cavidad de molde (16) se calienta a una temperatura comprendida entre aproximadamente 121 °C (250 °F) y 177 °C (350 °F) .

7. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la fuente de presión (20) y la tobera de soplado (22) están adaptadas para transferir el líquido a la preforma a una presión comprendida entre aproximadamente 6, 89 y 41, 4 bars (100 psi y 600 psi) .

8. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la varilla de estirado (26) es aireada en la atmósfera.

9. Sistema de moldeo y llenado simultáneos de un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el dispositivo en forma de pistón (40) está adaptado para expandir la preforma inicialmente hacia fuera bajo una primera presión, y para expandir la preforma posteriormente hacia fuera bajo una segunda presión, siendo la segunda presión superior a la primera presión.

10. Sistema de formación y llenado simultáneos de un recipiente según la reivindicación 9, en el que la primera presión está comprendida entre aproximadamente 6, 89 y 10, 3 bars (100 psi y 150 psi) , y la segunda presión está comprendida entre aproximadamente 34, 5 y 41, 4 bars (500 psi y 600 psi) .

11. Utilización del sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para formar y llenar simultáneamente un recipiente (C) , que comprende las etapas siguientes:

colocar una preforma (12) en la cavidad de molde (16) ;

conectar de manera estanca la tobera de soplado (22) sobre una abertura de la preforma;

acumular el líquido dentro de una cámara (42) de la fuente de presión (20) y hacer avanzar la varilla de estirado (26) dentro de la preforma, estirando así de manera mecánica la preforma antes de que el líquido sea empujado hacia el interior de la preforma; y

accionar mecánicamente el dispositivo en forma de pistón (40) , suministrando así el líquido desde la cámara (42) hasta la abertura de la preforma, a través de la tobera de soplado (22) , forzando de ese modo a la preforma a expandirse hacia la superficie interna (24) de la cavidad de molde (16) y crear un recipiente resultante, permaneciendo el líquido dentro del recipiente como producto final.

12. Utilización según la reivindicación 11, en la que el suministro del líquido desde la cámara incluye la transferencia del líquido a la preforma durante un procedimiento de llenado en caliente.

13. Utilización según la reivindicación 11, en la que el suministro del líquido desde la cámara incluye la transferencia del líquido a la preforma a una temperatura comprendida entre aproximadamente 85 °C (185 °F) y 96 °C (205 °F) .

14. Utilización según la reivindicación 11, en la que el suministro del líquido desde la cámara incluye la transferencia del líquido a la preforma a una temperatura ambiente.

15. Utilización según la reivindicación 11, en la que el suministro del líquido desde la cámara incluye la transferencia del líquido a la preforma a una temperatura comprendida entre aproximadamente 0 °C (32 °F) y 32 °C (90 F) .

16. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en la que el suministro del líquido desde la cámara incluye la transferencia del líquido a la preforma, y en la que la preforma se calienta a una temperatura comprendida entre aproximadamente 88 °C (190 °F) y 121 °C (250 °F) .

17. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en la que el suministro del líquido desde la cámara comprende las etapas siguientes:

transferir el líquido a una primera presión; y

transferir posteriormente el líquido a una segunda presión, siendo la segunda presión superior a la primera presión.

18. Utilización según la reivindicación 17, en la que la primera presión está comprendida entre aproximadamente 6, 89 y 10, 3 bars (100 psi y 150 psi) , y la segunda presión está comprendida entre aproximadamente 34, 5 y 41, 4 bars (500 psi y 600 psi) .