MX2013008924A

MX2013008924A - Varilla de estirado inverso para higiene y procesamiento de maquina.

Info

Publication number: MX2013008924A
Application number: MX2013008924A
Authority: MX
Inventors: Michael T Lane; G David Lisch; Luke A Mast; Kirk Edward Maki; Theodore F Eberle; Robert A Cooper
Original assignee: Amcor Ltd
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2014-01-08
Also published as: US20120207873A1; WO2012112474A2; AU2012217945A1; EP2675606A2; EP2675606A4; EP2675606B1; BR112013020908A2; US8727758B2; JP2014505611A; CN103391839A; WO2012112474A3; AR085243A1; BR112013020908B8; AU2012217945B2; CN103391839B; BR112013020908B1; JP6130792B2

Abstract

Un dispositivo de molde para la formación de un recipiente de plástico a partir de una preforma. El dispositivo de molde comprende un molde que define una cavidad de molde y un sistema de varilla exterior central colocado en forma movible dentro de la cavidad del molde. El sistema de varilla exterior central se puede colocar entre una posición extendida que se acopla con la preforma y una posición retraída separada de la preforma. El sistema de varilla exterior central mantiene una orientación central de la preforma durante la formación.

Description

VARILLA DE ESTIRADO INVERSO PARA HIGIENE Y PROCESAMIENTO DE MÁQUINA REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud de Patente de los E.U.A. No. de Serie 13/372,572, presentada en febrero 14, 2012, y el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de los E.U.A. No. de Serie 61/442.906, presentada en febrero 15, 2011. Las descripciones completas de cada una de las solicitudes anteriores se incorporan en este documento por referencia.

CAMPO Esta descripción se refiere en general a formar un recipiente para retener un bien de consumo, tal como un bien de consumo líquido o sólido. Más específicamente, esta descripción se refiere a un dispositivo de centrado para uso con un aparato de formación para formar recipientes de plástico soplados que minimizan la contaminación y mantienen una preforma en una orientación deseada.

ANTECEDENTES Esta sección proporciona información antecedente en relación a la presente descripción que no es necesariamente técnica previa.

Como un resultado de preocupaciones ambientales y otras, recipientes de plástico, más específicamente de poliéster e incluso más específicamente de polietilen tereftalato (PET) se emplean actualmente más que nunca para empacar numerosos productos de consumo previamente proporcionados en recipientes de vidrio. Fabricantes y envasadores o embotelladores, así como los consumidores, han reconocido que los recipientes de PET son ligeros, económicos, reciclables y elaborables en grandes cantidades.

Los recipientes de plástico moldeado por soplado se han convertido en la forma habitual de empacar numerosos productos de consumo. El PET es un polímero cristalizable, lo que significa que está disponible en una forma amorfa o una forma semi cristalina. La habilidad de un recipiente de PET para mantener su integridad material se relaciona con el porcentaje del recipiente de PET en forma cristalina, también conocido como la "cristalinidad" del recipiente PET. La siguiente ecuación define el porcentaje de cristalinidad como una fracción del volumen: % Cristalinidad = ( )xl 00 Pc - Pa en donde p es la densidad del material PET; pa es la densidad del material PET amorfo puro (1.333 g/cc); y pc es la densidad del material cristalino puro (1.455 g/cc).

Los fabricantes de recipientes emplean procesamiento mecánico y procesamiento térmico para aumentar la cristalinidad de polímero de PET de un recipiente. El procesamiento mecánico involucra orientar el material amorfo para lograr endurecimiento por esfuerzo. Este procesamiento comúnmente involucra estirar una preforma PET moldeada por inyección sobre un eje longitudinal y la expansión de la preforma PET sobre un eje transverso o radial para formar un recipiente de PET. La combinación promueve lo que los fabricantes definen como una orientación biaxial de la estructura molecular en el recipiente. Los fabricantes de recipientes de PET actualmente utilizan procesamiento mecánico para producir recipientes de PET que tienen aproximadamente 20% de cristalinidad en la pared lateral del recipiente.

El procesamiento térmico involucra calentar el material (ya sea amorfo o semicristalino) para promover el crecimiento de cristal. En material amorfo, el procesamiento térmico del material PE† resulta én una morfología esferulítica que interfiere con la transmisión de luz. En otras palabras, el material cristalino resultante es opaco, y de esta manera en general es indeseable. Utilizado después de procesamiento mecánico, sin embargo, el procesamiento térmico resulta en superior cristálinidad y excelente claridad para aquellas porciones del recipiente que tienen orientación molecular biaxial. El procesamiento térmico de un recipiente PET orientado, que se conoce como fijación por calor o termofijación, típicamente incluye moldear por soplado una preforma de PET contra un molde calentado a una temperatura de aproximadamente 121 °C - 177°C (de aproximadamente 250°F -350°F), y mantener el recipiente soplado contra el molde caliente por aproximadamente dos (2) a cinco (5) segundos. Los fabricantes de botellas de PET para jugos, que deben llenarse en caliente a aproximadamente 85"C (185°F), actualmente utilizan la termofijación para producir botellas de PET que tienen una cristálinidad total en el intervalo de aproximadamente 25% - 35%.

COMPENDIO Esta sección proporciona un compendio general de la descripción, y no es una descripción completa de su alcance completo o la totalidad de sus características.

De acuerdo con los principios de la presente descripción, se proporciona un dispositivo de molde para formar un recipiente de plástico a partir de una preforma. El dispositivo de molde comprende un molde que define una cavidad de molde y un sistema de varilla exterior central móvil dispuesto dentro de la cavidad de molde. El sistema de varilla exterior central se coloca entre una posición extendida enganchable con la preforma y una posición retraída separada de la preforma. El sistema de varilla exterior central mantiene una orientación central de la preforma durante la formación.

Adicionales áreas de aplicabilidad serán evidentes a partir de la descripción proporcionada aquí. La descripción y los ejemplos específicos en este compendio se proporcionan con fines de ilustración solamente y no pretenden limitar el alcance de la presente descripción.

DIBUJOS Los dibujos aquí descritos son con propósitos ilustrativos únicamente de las modalidades seleccionadas y no todas las implementaciones posibles, y no se pretende que limiten el alcance de la presente descripción.

Las Figuras 1A a 1C ilustran una serie de vistas laterales esquemáticas que ilustran una varilla central que guía una preforma durante el proceso de formación.

La Figura 1 D ilustra una vista lateral esquemática que ilustra una condición deslizada de una varilla central convencional. > Las Figuras 2A a 2D ilustran una pluralidad de características de localización de acuerdo con los principios de las presentes enseñanzas.

Las Figuras 3A a 3B ilustran una varilla de iniciación de estirado que se retira de un recipiente para crear un espacio fluido entre tapa y producto.

Las Figuras 4A a 4B ilustran una varilla de iniciación de estirado que se inserta dentro de un recipiente para crear un pico de presión fluido.

Las Figuras 5A a 5D ilustran una serie de vistas laterales esquemáticas que ilustran una varilla central que guía una preforma durante el proceso de formación.

Las Figuras 6A a 6D ilustran una serie de vistas laterales esquemáticas que ilustran una varilla central que guía una preforma durante el proceso de formación sin el uso de una varilla de estirado; y Las Figuras 7A a 7G ilustran el uso de las presentes enseñanzas junto con varias válvulas y sensores, los cuales resultan en varios perfiles de control.

Números de referencia correspondientes indican partes correspondientes en todas las diversas vistas de los dibujos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades ejemplares se describirán a continuación más completamente con referencia a los dibujos acompañantes. Se proporcionan modalidades ejemplares para que esta descripción sea completa, y transmita totalmente el alcance a aquellas personas con destreza en la técnica. Numerosos detalles específicos se presentan tal como ejemplos de componentes, dispositivos y métodos específicos para proporcionar un entendimiento pleno de las modalidades de la presente descripción. Será aparente para aquellas personas con destreza en la técnica que no se necesitan emplear detalles específicos, que las modalidades ejemplares pueden incorporarse en muchas formas diferentes y que ninguna deberá interpretarse para limitar el alcance de la descripción.

La terminología aquí empleada es con el propósito de describir modalidades ejemplares particulares únicamente y no se pretende que sea limitante. Como se emplea aquí, las formas en singular "un", "una" y "el" o "la" pueden pretender incluir las formas plurales también, a menos que el contexto claramente lo indique de otra forma. Los términos "comprende", "que comprende", "incluye", y "tiene", son inclusivos y por lo tanto especifican la presencia de características, enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes establecidos, pero no descartan la presencia o adición de una o más otras características, enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos adicionales de los mismos. Las etapas, procesos y operaciones del método aquí descrito no deberán interpretarse como que necesariamente requieren su desempeño en el orden particular discutido o ilustrado, a menos que se identifique específicamente como un orden de desempeño. También deberá entenderse que etapas adicionales o alternativas pueden emplearse.

Cuando se hace referencia a que un elemento o capa está "sobre", "adjunto a", "conectado a" o "acoplado . a" otro elemento o capa, puede estar directamente sobre, adjunto, conectado o acoplado al otro elemento o capa, o elementos o capas intermedios pueden estar presentes. En contraste, cuando se hace referencia a que un elemento está "directamente sobre," "directamente adjunto a", "directamente conectado a" o "directamente acoplado a" otro elemento o capa, no puede haber elementos o capas intermedios presentes. Otras palabras empleadas para describir la relación entre elementos deberán interpretarse en un modo semejante (por ejemplo, "entre" contra "directamente entre", "adyacente" contra "directamente adyacente", etc.). Como se emplea aquí, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los ítems enlistados asociados.

Aunque los términos primero, segundo, tercero, etc., pueden emplearse aquí para describir diversos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas, y/o secciones no deberán limitarse por estos términos. Estos términos solo pueden emplearse para distinguir un elemento, componente, región, capa o sección de otra región, capa o sección. Términos tales como "primer," "segundo," y otros términos numéricos cuando se emplean aquí no implican una secuencia u orden a menos que se indique claramente en el contexto. Por lo tanto, un primer elemento, componente, región, capa o sección discutidos a continuación podrían denominarse un segundo elemento, componente, región, capa o sección sin alejarse de las enseñanzas de las modalidades ejemplares.

Términos espaciales relativos, tales como "interior," "exterior," "debajo", "abajo", "inferior," "arriba," "superior" y semejantes, pueden emplearse aquí para facilitar la descripción para describir un elemento o relación de característica con otro u otros elementos o características como se ilustra en las figuras. Puede pretenderse que los términos espacialmente relativos cubran diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operación en adición de la orientación ilustrada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo en las figuras se voltea, los elementos descritos como "debajo" o "abajo" de otros elementos o características entonces se orientarían "arriba" de los otros elementos o características. Por lo tanto, el término ejemplar "debajo" puede cubrir tanto una orientación de arriba como debajo. El dispositivo puede de otra forma orientarse (girarse 90 grados o a otras orientaciones) y las descripciones espaciales relativas aquí empleadas se interpretan de conformidad.

Las presentes enseñanzas proporcionan una máquina de moldeó por soplado de estiramiento que tiene un dispositivo de centrado operable para acoplar un recipiente preforma durante el proceso de moldeado y un dispositivo de iniciación de estiramiento operable para crear un área de iniciación de estiramiento en el recipiente de preforma. El dispositivo de iniciación de estiramiento, a diferencia de las máquinas convencionales de moldeado, se puede utilizar para iniciar el estiramiento de la preforma y estimula a la preforma a que se enganche más tarde al dispositivo de centro. El dispositivo de centrado de las presentes enseñanzas, a diferencia de las máquinas de moldeado convencionales, proporciona control mejorado para mantener la preforma en una orientación predeterminada para reducir al mínimo el contacto de la varilla de estirado a la preforma, que resultaría en contaminación del recipiente acabado.

Como se discutirá con mayor detalle aquí, la forma del recipiente descrito en conexión con las presentes enseñanzas puede ser cualquiera de un número de variaciones. A manera de ejemplo no limitante, el recipiente de la presente descripción se puede configurar para contener cualquiera de una pluralidad de productos de consumo, tales como bebidas, alimento, u otros tipos de materiales de llenado en caliente.

Deberá apreciarse que el tamaño y la forma exactos del dispositivo de centrado son dependientes en el tamaño y forma del recipiente que se formará. Por lo tanto, debe reconocerse que pueden existir variaciones en los diseños actualmente descritos.

Las presentes enseñanzas se relacionan con la formación de recipientes de plástico de una sola pieza. Generalmente, estos recipientes, después de la formación, definen generalmente un cuerpo que incluye una porción superior que tiene una pared lateral cilindrica que forma un acabado. Formada integralmente con el acabado y extendiéndose hacia abajo de ahí está una porción de hombro. La porción de hombro se incorpora en y proporciona una transición entre el acabado y una porción de pared lateral. La porción de pared lateral se extiende hacia abajo de la porción de hombro a una porción de base que tiene una base. Una porción de transición superior, en algunas modalidades, se puede definir en una transición entre la porción de hombro y la porción de pared lateral. Una porción de transición inferior, en algunas modalidades, se puede definir en una transición entre la porción base y la porción de pared lateral.

El recipiente ejemplar también puede tener un cuello. El cuello puede tener una altura extremadamente corta, es decir, convirtiéndose en una extensión corta del acabado, o de una altura alargada, extendiéndose entre el acabado y la porción de hombro. La porción superior puede definir una abertura. Aunque el recipiente se muestra como un recipiente de bebida y un recipiente de alimento, deberá apreciarse que los recipientes que tienen diversas formas, tales como paredes laterales y aberturas, se pueden hacer de acuerdo con los principios de las presentes enseñanzas.

El acabado del recipiente de plástico puede incluir una región roscada que tiene roscas, una rugosidad de sello inferior, y un anillo de soporte. La región roscada proporciona los medios para el enlace de una tapa o cierre similar (no ilustrado). Alternativas pueden incluir otros dispositivos adecuados que engranen el acabado del recipiente de plástico, tales como por ejemplo una tapa de ajuste forzado o que abrocha. De acuerdo con esto, la tapa o cierre (no ilustrado) engrana el acabado para proporcionar preferiblemente un sello hermético del recipiente de plástico. La tapa o cierre (no ilustrado) es preferiblemente, de un material de plástico o metal convencional para la industria de cierres y adecuado para proceso térmico subsecuente.

El recipiente se puede formar de acuerdo a los principios de las presentes enseñanzas. Una versión preforma del recipiente incluye un anillo de soporte, que puede utilizarse para transportar u orientar la preforma a través de y en varias etapas de fabricación. Por ejemplo, la preforma se puede transportar por el anillo de soporte, el anillo de soporte se puede utilizar para ayudar en la colocación de la preforma en una cavidad del molde, o el anillo de soporte se puede utilizar para transportar un recipiente intermedio una vez moldeado. Al principio, la preforma se puede colocar en la cavidad del molde tal que el anillo de soporte está capturado en un extremo superior de la cavidad de molde. En general, la cavidad de molde tiene una superficie interior que corresponde a un perfil externo deseado del recipiente soplado. Más específicamente, la cavidad de molde de acuerdo con las presentes enseñanzas define una región que forma cuerpo, una región que forma excedente opcional y una región que forma abertura opcional. Una vez que la estructura resultante, en adelante referida como recipiente intermedio, se haya formado, cualquier excedente creado por la región que forma excedente puede ser separado y desechado. Deberá apreciarse que el uso de una región que forma excedente y/o región que forma abertura no están necesariamente en todos los métodos de formación.

En un ejemplo, una máquina coloca la preforma calentada a una temperatura entre aproximadamente 88°C a 121°C (aproximadamente 190°F a 250°F) en la cavidad del molde. La cavidad de molde se puede calentar a una temperatura entre aproximadamente 121 °C a 177°C (aproximadamente 250°F a 350°F). Un aparato de varilla de estirado, extiende o estira la preforma calentada dentro de la cavidad de molde a una longitud aproximada a la del envase intermedio así orienta de modo molecular el material del poliéster en una dirección axial que corresponde generalmente con el eje longitudinal central del recipiente. Mientras que la varilla de estirado extiende la preforma, aire y/o líquido (también referido generalmente como fluido) que tiene una presión entre 0.689 a 6.895 MPa (100 a 1000 PSI) asiste en extender la preforma en la dirección axial y en ampliar la preforma en una dirección circunferencial o tangencial así conformando substancialmente el material del poliéster con la forma de la cavidad de molde y adicionalmente orientar de forma molecular el material de poliéster en una dirección generalmente perpendicular a la dirección axial, así estableciendo la orientación molecular biaxial del material de poliéster en la mayor parte del recipiente intermedio. El fluido presurizado sostiene el material de poliéster orientado de forma molecular en su mayoría biaxial contra la cavidad de molde por un período de aproximadamente dos (2) a cinco (5) segundos antes del retiro del recipiente intermedio de la cavidad de molde. Este proceso se conoce como fijación por calor y resulta en un recipiente resistente al calor adecuado para llenar con un producto a temperaturas altas.

Con referencia particular a las Figuras 1A-4B, los sistemas convencionales de moldeo por soplado estirado pueden emplear un sistema de varilla de iniciación de estirado central interior 20 que pueda acoplar una característica o superficie interior de una preforma 112 y/o un sistema de varilla exterior central 100 que pueda acoplar una característica exterior 110, u otra porción, de la preforma 112. Deberá apreciarse que de acuerdo con los principios de las presentes enseñanzas, el sistema de varilla de iniciación de estirado interior central 20 y el sistema de varilla exterior central 100 se pueden utilizar por separado o en combinación.

Con referencia particular a las Figuras 1A, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, y 5B, en algunas modalidades, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede levantarse y bajarse relativo a la preforma 112 para proporcionar una fuerza impulsora mecánica contra una superficie interior de la preforma 112. El sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede comprender un miembro de varilla 22 que tiene una punta distal 24, un eje alargado 26, y un sistema impulsor 28 acoplado al eje alargado 26 para impulsar la punta distal 24 entre una posición retraída (ver Figuras 3B y 4A) y una extendida {ver Figuras 1 A, 3A y 4B). El sistema impulsor 28 puede comprender un sistema impulsor hidráulico, sistema de impulsor mecánico, sistema impulsor neumático, sistema impulsor servo, u otro sistema conocido para crear movimiento de miembro de varilla 22. En algunas modalidades, el sistema impulsor 28 incluye una parada servo o positiva para proporcionar información de posicionamiento. Aún más, en algunas modalidades, los sistemas se pueden utilizar para rastrear una posición y/o velocidad de impulso en tiempo real del miembro de varilla 22 para proporcionar control en tiempo real. En algunas modalidades, tal control en tiempo real puede emplear sensores y/o los dispositivos de proximidad acoplados a un microprocesador para dar salida una señal de control. Aún más, deberá apreciarse que aunque se describe e ilustra el miembro de varilla 22 como siendo cilindrico con una punta redondeada, otras formas y puntas están previstas, incluyendo pero no limitadas a cónica, no uniforme, afilada, puntiaguda, aplanada, y similares o se pueden variar para definir un volumen predeterminado.

Debería notarse, sin embargo, que el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede estar separado de o ensamblado con una varilla central típica de un sistema del moldeo por soplado. Esto es, un sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede formar por separado o formar integralmente con la varilla central. El sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede, sin embargo, emplear la punta distal 24 para acoplar o de otra forma contactar la p reforma 112 para definir el área de iniciación de estirado y/o pre-estirado. A modo de ejemplo no limitante, los pre-estirados de aproximadamente 40 mm se ha encontrado que son beneficiosos, no obstante otras longitudes de pre-estirado, tales como la distancia X de la Figura 1 A, puede ser apropiada. Esto asegura una respuesta de estirado y distribución de material conocido durante moldeo, en lugar de la respuesta de estirado no predecible común con los sistemas de moldeo convencionales. Esta distribución de material puede incluir la distribución no uniforme para los criterios predeterminados del diseño.

En algunas modalidades, se ha encontrado que el sistema de varilla de iniciación de estirado 20, especialmente al ser utilizado en conexión con un medio de formación de líquido, no necesita estirar la preforma a su longitud/altura finales de recipiente. Esto es, se ha encontrado que el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede utilizar solo para iniciar el estiramiento de la preforma 112, sin tener que estirar completamente la preforma 112, que es convencional en la técnica. De hecho, se ha encontrado que en algunas modalidades el sistema de iniciación de estirado 20 puede estirar la preforma 112 una distancia que es menor que la altura total pretendida del recipiente (por ejemplo, menos del 100% de la altura final del recipiente). En algunas modalidades, el sistema de iniciación de estirado 20 puede estirar la preforma 112 menos del 75%, menos del 50%, menos del 25%, o aún menos del 10% de la altura final del recipiente.

Con referencia a las Figuras 1A a 1D, el sistema de varilla exterior central 100 se puede utilizar, idealmente, para mantener la preforma 112 en una orientación predeterminada durante el proceso de formación de estirado por soplado como se ilustra en las Figuras. 1A a 1C. La varilla de iniciación de estirado interior central 20 se puede utilizar para iniciar el proceso de formación. De esta manera, la preforma 112 se estira inicialmente para lograr una respuesta de moldeado predeterminada usando el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 y después mantener centralmente por el sistema de varilla exterior central 100 relativo a la varilla de estirado y/o al sistema de varilla de iniciación de estirado 20, que ahí se extiende, así asegurando que la(s) varilla(s) de estirado no contacte(n) aún mas el interior de la preforma o al menos solo tenga contacto limitado dentro de la preforma. Tal contacto de la varilla de estirado dentro de la preforma puede causar contaminación del recipiente resultante, de tal modo requiriendo al recipiente resultante ser desechado o esterilizado. Por lo tanto, el contacto limitado o la eliminación de contacto puede ser ventajosa en algunas modalidades.

Más particularmente, con referencia a las Figuras 5A a 5D, en algunas modalidades el sistema de varilla exterior central 100 se puede utilizar en concierto o junto con el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 para mantener una formación controlada de la preforma 112. De esta manera, como se ilustra en la Figura 5A, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede utilizar para iniciar el estirado de la preforma 112. En algunas modalidades, antes de la iniciación de estirado, un extremo distal de la preforma 112 se puede espaciar aparte de una punta distal del sistema de varilla exterior central 100 (nótese el espacio entre la punta distal del sistema de varilla exterior central 100 y el extremo distal de la preforma 112 en la Figura 5A). De esta manera, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede utilizar para causar a un estiramiento inicial de la preforma 112 tal que el extremo distal de la preforma 112 contacte y se reciba por la punta distal del sistema de varilla exterior central 110. Una vez que el contacto se hace entre la preforma 112 y el sistema de varilla exterior central 110, el sistema de varilla exterior central 110 se puede utilizar para mantener alineación apropiada de la preforma 112 dentro de la cavidad de molde 200.

En algunas modalidades, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede ser para estirar aún más la preforma 112 en una dirección extendida (hacia abajo en las Figuras 5A a 5D). Este movimiento del sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede ser afinado a la retracción simultánea del sistema de varilla exterior central 100 (y, en algunas modalidades, el uso de la presión del líquido interna dentro de la preforma 112) para controlar la expansión de la preforma 112 en la forma y arreglo del recipiente final. En algunas modalidades, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede parar en una posición intermedia antes de la expansión completa de la preforma 112 y el formado continuo de la preforma 112 se puede hacer a través de la combinación del uso de la presión del líquido interna y de la retracción controlada del sistema de varilla exterior central 100 (ver Figura 5C). Este paso se puede utilizar para reducir al mínimo la posibilidad de que el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 contacte la preforma 112 durante el proceso de formado, de tal modo reduciendo al mínimo la posibilidad de contaminación del recipiente, mientras que todavía proporciona la suficiente orientación de la preforma 112 durante el proceso de formado. Finalmente, como se ilustra en la Figura 5D, el sistema de varilla exterior central 20 se puede retraer completamente en el área base de la cavidad de molde 200 para permitir la expansión completa de la preforma 112 en la cavidad de molde 200. Además, como se ilustra en la Figura 5D, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede retraer completamente del recipiente finalmente formado.

El sistema de varilla exterior central 100 puede colocarse entre una posición retraída (ver Figuras 5D y 6D) y una posición extendida (ver Figuras 5A a 5C y 6A a 6C). Un sistema impulsor 150 (ver Figuras 5A y 6A) puede corhprender un sistema impulsor neumático, un sistema impulsor servo, u otro sistema conocido para crear movimiento del sistema de varilla exterior central 100. En algunas modalidades, el sistema impulsor 150 incluye una parada servo o positiva para proporcionar la información de colocación. Aún más, en algunas modalidades, los sistemas se pueden utilizar para rastrear una posición y/o velocidad de impulso en tiempo real del sistema de varilla exterior central 100 para proporcionar control en tiempo real.

En algunas modalidades, el sistema impulsor 150 puede comprender un cilindro de aire para impulsar el sistema de varilla exterior central 100. Debería notarse, sin embargo, que aunque el sistema impulsor 150 se describe con respecto al sistema de varilla exterior central 100, el sistema impulsor 150 o un sistema impulsor separado similar al sistema impulsor 150 se puede utilizar para accionar el sistema de varilla de iniciación de estirado 20. Por lo tanto, deberá entenderse que la propuesta referente el sistema impulsor 150 y al sistema de varilla exterior central 100 es igualmente aplicable a un sistema impulsor para el uso con el sistema de varilla de iniciación de estirado 20. En algunas modalidades, el sistema impulsor 150 puede operar utilizando un cilindro de aire que tiene una presión de aproximadamente de 0.137 a 0.4136 MPa (20-60 PSI), que da lugar a una fuerza aplicada de aproximadamente de 36.28 a 54.43 kg (80-120 libras) contra la preforma 112. En algunas modalidades, esta fuerza debe ser menos que la fuerza opuesta de la preforma que se expande, de modo que la varilla externa está en contacto con la preforma (ayuda al centrado y alineación) y se empuja hacia abajo mientras que la preforma se expande. Si la presión de aire es constante, el índice de movimiento se determina por la fuerza del sistema de varilla de iniciación de estirado 20 y/o la preforma que se expande. En algunas modalidades, la presión de aire se puede variar para modificar la fuerza, la presión, y/o el índice de movimiento.

En algunas modalidades, el sistema de varilla exterior central 100 y/o el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 puede emplear los sensores de proximidad y/o de velocidad 300 (ver Figuras 5A y 6A) para detectar la posición del sistema de varilla exterior central 100 y/o del sistema de varilla de iniciación de estirado 20. De esta manera, los sensores de proximidad se pueden utilizar para determinar la posición (por ejemplo, posiciones extendidas, retraídas y/o intermedias discretas), índice, cargas, y sincronización de los varios componentes del sistema de varilla exterior central 100 y/o del sistema de varilla de iniciación de estirado 20 (por ejemplo, eje alargado 26). Esta información de los sensores de proximidad se puede comunicar y/o exhibir a un sistema(s) operador o de control. De esta manera, el sistema operador y/o de control puede determinar la posición de los varios componentes (por ejemplo, varillas) en relación a la preforma y al proceso de moldeo por soplado, de tal modo permitiendo procesar ajustes, sincronización, y semejantes. En alguna modalidad, el sistema de varilla exterior central 100 y/o el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se pueden controlar por un servo y los sensores de proximidad y/o de velocidad anteriormente mencionados se pueden utilizar para controlar el servo.

Con referencia particular a las Figuras 7A a 7G, en algunas modalidades, los sensores de proximidad 300, tales como un primer sensor de proximidad de varilla exterior central 300' y un segundo sensor de proximidad de varilla exterior central 300", y las varias válvulas, tales como válvula de enfriado de aire 512, la válvula de soplado bajo 514, la válvula de soplado alto 516, y la válvula de escape 518, se pueden utilizar en concierto para supervisar y controlar el proceso de la preforma 112. Los sensores de proximidad 300, 300', 300" se pueden utilizar para supervisar la posición del sistema de varilla exterior central 100. Como se puede ver en las Figuras 7F y 7G, cada uno de los sensores de proximidad 300', 300" se pueden configurar para detectar proximidad y hacer una señal de salida (ver figuras) y las válvulas 512, 514, 516, y 518 se pueden controlar para moverse desde una posición cerrada (ver figuras) a una posición abierta, presurizada (ver figuras). La operación colectiva de las varias válvulas en respuesta a los varios sensores se puede utilizar para definir una curva del perfil (ver Figuras 7F y 7G). Con referencia a la Figura 7F, presión interna dentro de la preforma 112 se puede perfilar en relación a una escala de tiempo. En este aspecto, la presión se puede modificar para alcanzar una curva del perfil de presión predeterminada y beneficiosa. Asimismo, la posición del sistema de varilla exterior central 100 se puede perfilar en relación a una escala de tiempo. En este aspecto, la posición del sistema de varilla exterior central 100 puede modificarse tal que la posición relativa del sistema de varilla exterior central 100 comparado con la preforma 112 puede ser gradual (por ejemplo, retracción constante de índice) o variado (por ejemplo, retracción no-constante de índice).

En algunas modalidades, como se ilustra en las Figuras 5A y 6A, los sensores de presión y/o de contacto 310 se pueden utilizar en el sistema de varilla exterior central 100 y/o el sistema de varilla de iniciación de estirado 20, tal como en la punta distal de una varilla asociada (por ejemplo, varilla 26), para detectar el contacto con la preforma u otra estructura. El microprocesador se puede utilizar entonces para supervisar señales y para controlar la sincronización y posición servo. Además, el movimiento e índice pueden estar controlados por computadora, tal como fijo o variable, de tal modo permitiendo el movimiento del sistema de varilla exterior central 100 y/o del sistema de varilla de iniciación de estirado 20 que se "perfilará" para seguir y manipular la expansión de la preforma.

Aún más, en algunas modalidades, el sistema de varilla exterior central 100 puede asistir a expulsar la porción base del recipiente final del molde usando ya sea el cilindro de aire o el método servo.

Deberá reconocerse, sin embargo, que en algunas modalidades como se ilustra en las Figuras 6A a 6D, la preforma 112 se puede ampliar y formar usando solamente el suficiente uso de la presión de líquido interna y del sistema de varilla exterior central 100. Esto es, como se ilustra en la Figura 6A, el fluido se puede introducir en el volumen interior de la preforma 112 a través de la abertura de la preforma. Desde este punto, la punta distal del sistema de varilla exterior central 100 puede contactar con o puede estar colocada cerca en relación a la preforma 112 para acoplar, contactar, y/o guiar la preforma 112 durante la expansión subsecuente. El sistema de varilla exterior central 100 se puede retraer lentamente durante la expansión de la preforma 112 causado por la introducción continua del líquido interno bajo presión. Deberá entenderse que el índice de la retracción del sistema de varilla exterior central 100 puede fijarse tal que estimule un perfil predeterminado de expansión. En algunas modalidades, la retracción del sistema de varilla exterior central 100 puede ser continua, mientras que en algunas modalidades la retracción del sistema de varilla exterior central 100 se puede efectuar para estimular alternar la expansión en longitud y ancho del recipiente. Tal retracción controlada del sistema de varilla exterior central 100 puede ser dependiente sobre el recipiente específico que es formado. Finalmente, como se ilustra en las Figuras 6C a 6D, el sistema de varilla exterior central 20 se puede contraer completamente en el área base de la cavidad de molde 200 para permitir la expansión completa de la preforma 112 en la cavidad de molde 200.

En algunas modalidades, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede utilizar para alcanzar un espacio entre tapa y producto exacto dentro del recipiente lleno final. Específicamente, como se puede ver en las Figuras 3A a 3B, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede accionar y/o hacerse a la medida tal que la formación siguiente de la preforma 1 12 en el recipiente final (que se hace con el bien de consumo de llenado final), retracción del miembro de varilla 22 puede representar un volumen exacto (es decir, el volumen del miembro de varilla 22 dispuesto dentro del bien de consumo de llenado final) que cuando se retrae proporciona el espacio entre tapa y producto deseado para empaque y envío. Tal espacio entre tapa y producto exacto se alcanza sin sistemas de válvulas complejos y semejantes.

Además, en algunas modalidades, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede utilizar para alcanzar un pico de presión de fluido para ayudar en formar la preforma 1 12. Específicamente, como se puede ver en las Figuras 4A a 4B, el sistema de varilla de iniciación de estirado 20 se puede accionar tal que el volumen de fluido desplazado por el miembro de varilla 22 es mayor que un espacio entre tapa y producto dentro de la preforma 112, tal que inserción del miembro de varilla 22 en la preforma 1 12 causa un pico de presión dentro de la preforma 1 12. Tales picos de presión se pueden utilizar para definir los detalles finales dentro de la preforma 112.

Volviendo ahora a la Figura 1 D, en algunas modalidades, la preforma 1 12 se puede formar a fin de quitarse o para desacoplarse del sistema de varilla exterior central 100. Esto puede conducir a menudo a daño a la preforma por el contacto con el sistema de varilla exterior central 100 y/o la contaminación con la varilla de estirado interna.

Para superar esta cuestión, con referencia a las Figuras 2A a 2D, en algunas modalidades, el sistema de varilla exterior central 100 puede comprender una característica de localización 120 para acoplar o de otra manera contactar la preforma 112. La característica de localización 120 puede comprender, en algunas modalidades, una porción proyectante 122 que define una primera forma. Una depresión correspondiente 124, que tiene una forma complementaria a la primera forma, se puede formar como parte de la preforma 112. De esta manera, la porción proyectante 122 se puede recibir positivamente dentro de la depresión 124 para definir una conexión confiable entre ellos. En algunas modalidades, la porción proyectante 122 se hizo a la medida y formó para conformarse a la depresión 124 para reducir al mínimo el movimiento lateral (es decir, movimiento en una dirección tangencial). La forma de la porción proyectante 122, y por lo tanto la depresión 124, pueden ser cilindricas (Figuras 2A y 2B), afiladas (Figuras 2C y 2D), amplias (Figura 2C), estrechas (Figuras 2B y 2D), o cualquier otra forma/tamaño que proporcione una conexión confiable entre el sistema de varilla exterior central 100 y la preforma 112. Deberá apreciarse que la característica de localización 120 puede definir una orientación reversa (indicada con números de referencia con prima similares) a aquellas ya descritas en que la característica de localización 120 puede comprender una porción proyectante que se extiende de la preforma (Figuras 2C y 2D) para acoplar una depresión formada en el sistema de varilla exterior central 100.

En forma alterna, otros métodos de fabricación, tales como por ejemplo, moldeo por soplado y extrusión, moldeo por soplado e inyección - estirado de una etapa y moldeo por soplado e inyección, utilizando otros materiales convencionales incluyendo por ejemplo termoplástico, polietiieno de alta densidad, polipropileno, polietiieno naftalato (PEN), una mezcla o copolímero de PET/PEN y diversas estructuras de múltiples capas, pueden ser adecuadas para la fabricación del recipiente de plástico y utilizadas en conexión con los principios de las presentes enseñanzas.

La anterior descripción de las modalidades se ha proporcionado para fines de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustiva o limitar la invención. Los elementos individuales o características de una modalidad particular, generalmente no se limitan a esa modalidad particular, sino, en su caso, son intercambiables y se pueden utilizar en una modalidad seleccionada, incluso si no se muestra o describe específicamente. La misma también se puede variar de muchas maneras. Tales variaciones no deben ser consideradas como una desviación de la invención, y todas estas modificaciones se pretenden incluidas dentro del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de molde para formar un recipiente de plástico de una preforma, el dispositivo de molde caracterizado porque comprende: un molde que define una cavidad de molde; y un sistema de varilla exterior central móvil dispuesto dentro de la cavidad de molde, el sistema de varilla exterior central es colocable entre una posición extendida que acopla con la preforma y una posición contraída espaciada aparte de la preforma, el sistema de varilla exterior central mantiene una orientación central de la preforma durante la formación.

2. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende: una fuente de presión operativamente acoplada con el molde, la fuente de presión introduce un fluido a presión en la preforma.

3. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el fluido a presión es aire.

4. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque ei fluido a presión es líquido.

5. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema de varilla exterior central además comprende una característica de localización que acopla con la preforma.

6. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la característica de localización de la varilla exterior central comprende una protuberancia que se extiende de ahí.

7. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la protuberancia tiene una forma cilindrica.

8. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la protuberancia se afila o está ahusada.

9. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la característica de localización de la varilla exterior central comprende una depresión ahí formada, la depresión que es dimensionada y formada para recibir de cerca una característica de la preforma ahí.

10. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende: un sensor asociado con el sistema de varilla exterior central para detectar una posición entre la posición extendida y la posición retraída.

1 1. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor es un sensor de proximidad.

12. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el sensor es un sensor de velocidad.

13. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende: un sensor de contacto asociado con el sistema de varilla exterior central para detectar el contacto entre el sistema de varilla exterior central y la preforma.

14. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema de varilla exterior central comprende un sistema impulsor.

15. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el sistema impulsor comprende un sistema impulsor servo.

16. Un dispositivo de molde para formar un recipiente de plástico de una preforma, el dispositivo de molde caracterizado porque comprende: un molde que define una cavidad de molde; un sistema de varilla de iniciación de estirado móvil dispuesto dentro de la cavidad de molde, el sistema de varilla de iniciación de estirado es para hacer contacto con la preforma, el sistema de varilla de iniciación de estirado es operable para ejercer una fuerza de estirado sobre la preforma; y un sistema de varilla exterior central móvil dispuesto dentro de la cavidad de molde, el sistema de varilla exterior central se coloca entre una posición extendida para acoplar con la preforma y una posición retraída espaciada de la preforma, el sistema de varilla exterior central mantiene una orientación central de la preforma durante la formación.

17. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla de iniciación de estirado y el sistema de varilla exterior central son operables para ejercer una fuerza en direcciones opuestas en relación uno con el otro.

18. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende: una fuente de presión acoplada operativamente con el molde, la fuente de presión introduce un fluido a presión en la preforma.

19. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el fluido a presión es aire.

20. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el fluido a presión es líquido.

21. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla exterior central además comprende una característica de localización que acopla con la preforma.

22. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado porque la característica de localización de la varilla exterior central comprende una protuberancia que se extiende de ahí.

23. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la protuberancia tiene una forma cilindrica.

24. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la protuberancia es afilada o ahusada.

25. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado porque la característica de localización de la varilla exterior central comprende una depresión ahí formada, la depresión que es dimensionada y formada para recibir de cerca una característica de la preforma en esto.

26. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende: un sensor asociado con al menos uno del sistema de varilla de iniciación de estirado y el sistema de varilla exterior central para detectar su posición.

27. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el sensor es un sensor de proximidad.

28. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el sensor es un sensor de velocidad.

29. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende: un sensor de contacto asociado con al menos uno del sistema de varilla de iniciación de estirado y el sistema de varilla exterior central para detectar contacto con la preforma.

30. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla de iniciación de estirado es operable para ejercer una fuerza de estirado sobre la preforma para una distancia menor que la altura total del recipiente de plástico.

31. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla de iniciación de estirado es operable para ejercer una fuerza de estirado sobre la preforma por una distancia menos que el 50% de la altura total del recipiente de plástico.

32. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla de iniciación de estirado es operable para ejercer una fuerza de estirado sobre la preforma por una distancia menor que el 10% de la altura total del recipiente de plástico.

33. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema de varilla exterior central comprende un sistema impulsor.

34. El dispositivo de molde de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sistema impulsor comprende un sistema impulsor servo.