BR112014022917B1 - Bandeja de papel fabricada por repuxamento profundo, método e dispositivo para fabricação da mesma e uma embalagem de produto em forma de bandeja - Google Patents
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Abstract
bandeja de papel fabricada por repuxamento profundo, método e dispositivo para fabricação da mesma e uma embalagem de produto em forma de bandeja. a presente invenção está correlacionada a uma bandeja de papel (4 ) fabricada por repuxamento profundo, particularmente, uma bandeja rasa feita de papelão ou de papel tipo cartão, uni método e dispositivo para fabricação de tal bandeja por meio de técnicas de repuxamento profundo, e uma embalagem fechada de produto compreendendo a bandeja da invenção, especificamente, uma embalagem de alimento selada por calor, de vedação hermética a gás e hermética a liquido a bandeja compreendendo uma base (4a) e paredes laterais que se expandem ascendentemente entorno da base, as paredes laterais da bandeja sendo modeladas para expansão através d.e uma pluralidade de degraus periféricos (4b, 4c, 4d), dimensionados suficientemente baixos para obtenção de paredes laterais isentas de rugas para a bandeja. o degrau u'.ais externo se constitui de um flange de rebordo (4d) isento de ruga, que possibilita uma selagem por calor à prova de ilíquido e gás de uma tampa, de modo a formar uma embalagem. o dispositivo de acordo com a invenção pode compreender ferramentas de moldagem superiores e inferiores (10, 11) com estruturas concêntricas móveis (10b, 10c, 10d) , para formação da base da bandeja e dos degraus de parede lateral nas peças. de partida de papel, e em que as ferramentas de moldagem (10) podem ser montadas sobre uma torre giratória (9) que suporta uma peça de partida através das estações de operação dispostas ao longo do perímetro da torre, para modelagem da base da bandeja e dos degraus de paredes laterais nas estações consecutivas.
Description
[001] A presente invenção está correlacionada a uma bandeja de papel fabricada por repuxamento profundo, particularmente, uma bandeja rasa feita de papelão ou de papel tipo cartão, um método e dispositivo para fabricação de tal bandeja por meio de técnicas de repuxamento profundo, e uma embalagem fechada de produto compreendendo a bandeja da invenção, especificamente, uma embalagem de alimento selada por calor, de vedação hermética a gás e hermética a líquido.
[002] As bandejas para embalagens são usadas em grande quantidade para embalar alimentos frescos ou alimentos já prontos. A bandeja pode ser feita de papelão ou papel tipo cartão selado por calor e revestida de polímero, e fechada com um filme de polímero selado por calor ou por uma tampa de papelão revestida de polímero. O tempo de vida dos alimentos frescos é bastante curto e uma vedação hermética a ar e à prova de vazamento é normalmente exigida. Alguns alimentos também exigem uma bandeja de embalagem mais rígida.
[003] É conhecido transformar peças de partida de papelão plano em recipientes e bandejas para uso em embalagens para alimentos, etc. Os principais problemas que ocorrem nesses processos incluem o rasgamento do substrato durante o repuxamento e uma superfície irregular da borda ou flange periférico superior da bandeja, devido ao enrugamento do papelão quando a bandeja é formada. Essas rugas ocorrem especialmente nos cantos das bandejas de um formato geralmente retangular, mas, também, ao longo das paredes laterais e do flange periférico de bandejas circulares e ovais. Essas rugas constituem um obstáculo na vedação hermética a líquido e a ar nas embalagens de produto, o que pode proporcionar a presença de vazamentos entre o flange da bandeja e a borda da tampa vedada à mesma.
[004] Um exemplo de bandejas citadas pelo estado da técnica e de tampas de cobertura vedadas é encontrado no documento de patente GB 2.123.786 A. A prensagem de um material de papelão revestido de poliéster para produzir um recipiente na forma de bandeja tem proporcionado o surgimento de formas corrugadas (rugas), se estendendo a partir das paredes laterais dos cantos para o flange de rebordo da bandeja. Uma cobertura de filme acompanhando essas irregularidades na superfície do flange foi selada por calor ao flange de rebordo, para prover uma embalagem à prova de vazamentos.
[005] A Patente U.S. No. 4.026.458 mostra um recipiente retangular produzido por repuxamento profundo a partir de uma peça de partida de papelão revestida de polímero, contendo pregas para proporcionar dobras pregueadas nas paredes laterais dos cantos e no flange de rebordo do recipiente. As ferramentas de moldagem para repuxamento profundo incluem um mandril superior e um molde inferior, que são móveis relativamente entre si, para repuxar a peça de partida para o molde, de modo a adotar a forma do recipiente. O fechamento do recipiente não é discutido na Patente U.S. No. 4.026.458, mas, obviamente, um polímero ou uma tampa revestida de polímero pode ser selada por calor ao flange de rebordo para se obter uma embalagem vedada.
[006] O documento de patente EP 1 115 572 trata de um potencial problema de vazamento de embalagens vedadas, compreendendo um recipiente de papel com linhas de dobramento (rugas) nos cantos, e uma tampa selada por calor disposta na borda anular (flange) do recipiente. A referência sugere o uso de uma camada de revestimento de mínima espessura, capaz de alisar quaisquer irregularidades nos cantos e, desse modo, evitar vazamentos através das pregas. Entretanto, ensinamentos mais detalhados dos materiais de revestimento e das espessuras das camadas estão omissos nessa referência.
[007] O documento de patente JP 2000/211043 A apresenta uma abordagem bastante diferente ao descrever uma bandeja de papel moldada por prensa, dita como tendo ramificações acentuadamente rugosas provenientes da operação de moldagem. A solução é o uso de uma folha de papelão corrugado como peça de partida para conformação da bandeja. Entretanto, essa técnica não se encontra disponível no caso de as bandejas e embalagens vedadas serem feitas de papelões comuns e papel tipo cartão, conforme exigido para embalagens de alimentos comuns.
[008] O objetivo da invenção é solucionar o problema de vazamentos em cantos e/ou flanges de rebordo de uma embalagem de bandeja vedada, mediante introdução de um novo conceito e nova técnica para conformação de bandeja de papel produzida por repuxamento profundo. Os diferentes aspectos da invenção, todos dependentes do conceito comum da invenção, incluem um método de formação de bandeja, um dispositivo ou ferramentas para formação da bandeja, a bandeja resultante do processo de fabricação e uma embalagem no formato de bandeja compreendendo a bandeja de acordo com a invenção, assim como, uma tampa selada por calor para fechamento da embalagem.
[009] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, o problema é solucionado mediante um método de fabricação de uma bandeja de papel por repuxamento profundo, o método compreendendo as etapas de:
- a) posicionar uma peça de partida de papel entre ferramentas de moldagem superiores e inferiores;
- b) movimentar as ferramentas de moldagem relativamente entre si, de modo a formar uma base de bandeja e pelo menos um degrau de expansão ascendente das paredes laterais que circundam a base; e
- c) mediante multiplicação do degrau de parede lateral formar um único ou uma pluralidade de degraus de processamento, moldar as paredes laterais da bandeja, de modo a ter um perfil concentricamente graduado em torno da base da bandeja.
[0010] O conceito da invenção, especificamente, é de impedir o surgimento de rugas se estendendo tipicamente por toda a altura das paredes laterais da bandeja, como é citado pelo estado da técnica, devido à incapacidade de o papel se adaptar à deformação pesada, especialmente nos cantos da bandeja, sem que haja dobramento para formação de rugas. A solução usada de uma maneira é cortar a linha de deformação ascendente, que de outro modo poderia produzir as rugas, em pedaços suficientemente curtos para permitir ao papel se adaptar à força de dobramento, sem que ocorra enrugamento. A extensão desses pedaços ou a altura dos degraus nas paredes laterais da bandeja pode variar, de acordo com o material de papel que está sendo usado, mas, para papelões ou papel tipo cartão comuns, pode ser da ordem de aproximadamente 6 mm no máximo. Os degraus que formam entalhes nas ditas linhas de deformação podem ser de largura pelo menos similar, de modo a nivelar as tensões produzidas no material antes da etapa seguinte, que repete a deformação com renovadas tensões.
[0011] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, pelo menos uma das ferramentas de moldagem superiores e inferiores compreende uma pluralidade de estruturas concêntricas, que são móveis relativamente entre si. As estruturas são colocadas em uma configuração graduada, para formar os degraus das paredes laterais da bandeja, um de cada vez.
[0012] De acordo com o citado pelo estado da técnica, a operação de repuxamento profundo que transforma uma peça de partida plana em uma bandeja acabada tem sido realizada em uma única etapa. A modalidade acima mencionada da invenção constitui uma principal interrupção dessa prática mediante execução de repuxamento profundo na forma de uma série de etapas consecutivas de moldagem.
[0013] No caso de apenas uma das ferramentas de moldagem ter a estrutura de estruturas móveis concêntricas, a ferramenta no lado oposto da peça de partida, ou da bandeja que está sendo formada, pode ser uma peça de trabalho rígida, tendo uma configuração graduada correspondendo às paredes laterais da bandeja acabada. Preferivelmente, a peça de trabalho rígida pode então ser a ferramenta de moldagem superior, em que a peça de partida é prensada contra a mesma, passo a passo, a partir do lado inferior pela ferramenta de moldagem inferior. Entretanto, as ferramentas de moldagem superiores e inferiores podem compreender uma pluralidade de estruturas concêntricas móveis relativamente entre si, e, nesse caso, as correspondentes estruturas móveis das ferramentas de moldagem superiores e inferiores poderiam ser movidas em modo de tandem, para formar as paredes laterais graduadas da bandeja.
[0014] Durante a moldagem graduada da bandeja, conforme discutido acima, os degraus concêntricos das paredes laterais da bandeja são preferivelmente moldados partindo do degrau mais interno, depois, gradualmente prosseguindo para o lado do degrau mais externo da borda periférica da bandeja.
[0015] Entretanto, a invenção ainda inclui uma modalidade em que as ferramentas de moldagem superiores e inferiores são peças de trabalho graduadas rígidas. Nesse caso, a bandeja é modelada em apenas uma única etapa de repuxamento profundo.
[0016] Além disso, para o corte das peças de partida individuais no tamanho da bandeja, as peças de partida podem ser providas de um tecido contínuo de papel, que é alimentado entre as ferramentas de moldagem superiores e inferiores, e cortado nas bandejas individuais acabadas após a operação de moldagem.
[0017] Uma abordagem alternativa para moldagem da bandeja em uma única estação de operação por meio de um único par de ferramentas de moldagem superiores e inferiores é usar um primeiro conjunto de ferramentas de moldagem, se deslocando através de um trilho, e um segundo conjunto de ferramentas de moldagem montado em um determinado número de estações de operação ao lado do dito trilho, em que o método compreende as etapas de:
- (a) suprir uma peça de partida de material de papel tecido entre uma ferramenta de moldagem do primeiro conjunto e uma ferramenta de moldagem do segundo conjunto, em uma primeira estação de operação;
- (b) movimentar as ditas ferramentas de moldagem na primeira estação de operação relativamente entre si, de modo a formar uma base de bandeja e pelo menos um degrau de paredes laterais que se expandem ascendentemente circundando a base;
- (c) retrair as ditas ferramentas de moldagem;
- (d) avançar a ferramenta de moldagem do dito primeiro conjunto, juntamente com a peça de partida que está sendo moldada, para uma segunda estação de operação e alinhar a dita ferramenta com uma ferramenta de processamento do dito segundo conjunto;
- (e) movimentar as ferramentas de moldagem alinhadas na segunda estação de operação relativamente entre si, de modo a formar pelo menos um adicional degrau de paredes laterais que se expandem ascendentemente da bandeja e retrair as ditas ferramentas de moldagem;
- (f) opcionalmente, repetir as etapas (d) e (e) em uma ou mais posteriores estações de operação, de modo a obter uma bandeja com uma pluralidade de degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) nas paredes laterais da bandeja que circundam a base da bandeja;
- (g) liberar as bandejas acabadas em uma estação de coleta de bandejas; e
- (h) retornar a dita ferramenta de moldagem do dito primeiro conjunto para a primeira estação de operação.
[0018] Preferivelmente, o primeiro conjunto de ferramentas de moldagem que se desloca ao longo do trilho tem a função das ferramentas de moldagem superiores, modelando o lado superior das bandejas acabadas, e o segundo conjunto de estações estacionárias de operação tem a função das ferramentas de moldagem inferiores, modelando o lado inferior das bandejas acabadas, mas, tendo essas funções invertidas, caso seja também totalmente possível.
[0019] O primeiro conjunto de ferramentas de moldagem pode ser suportado em uma torre giratória e o segundo conjunto de ferramentas de moldagem pode ser montado nas estações de operação, ao longo do perímetro da torre. Os degraus concêntricos das paredes laterais da bandeja são depois formados um de cada vez, nas consecutivas estações de operação, ao longo do perímetro da torre. Entretanto, o trilho do primeiro conjunto de ferramentas de moldagem não precisa ser circular, e as estações de operação podem ser, por exemplo, também dispostas linearmente. Em um processo contínuo, existem diversas bandejas prosseguindo nas diferentes etapas do processo de moldagem, na medida em que as estações de operação se encontram na sequência. O papel pode ser suprido na forma de um tecido contínuo e cortado para as peças de partida na primeira estação de operação.
[0020] Uma adicional modificação do processo da invenção dispõe uma série de pares de ferramentas de moldagem superiores e inferiores, que podem ser estacionárias e apresentando as peças de partida ou um tecido contínuo de papel para se deslocar através da dita série, em que cada par de ferramentas promove a moldagem de um dos degraus concêntricos das paredes laterais da bandeja que está sendo formada.
[0021] O papel de utilidade na invenção, especificamente, é um papelão ou um papel tipo cartão, com uma densidade de 120 a 500 g/m2, preferivelmente, de 170 a 350 g/m2. Para se obter uma bandeja isenta de rugas, os degraus concêntricos nas paredes laterais da bandeja devem ser dimensionados suficientemente baixos, para garantir uma deformação sem ocorrência de enrugamento, conforme ensinado acima. Para os ditos papelões e papéis tipo cartão, a altura de cada degrau, preferivelmente, no máximo, é de aproximadamente 6 mm.
[0022] O segundo aspecto da invenção compreende um dispositivo para repuxamento profundo de uma bandeja de papel, a partir de uma peça de partida de papel, projetado para atender o conceito inventivo, conforme discutido acima. Para a abordagem de um único par de ferramentas de moldagem superiores e inferiores em uma estação de operação, o dispositivo compreende ferramentas de moldagem superiores e inferiores, as quais são móveis relativamente entre si, e adaptadas para modelar a peça de partida a partir de seus lados opostos. Especificamente, as ferramentas de moldagem superiores e inferiores compreendem uma área central e uma pluralidade de zonas concêntricas em torno da área central, numa configuração graduada. A área central é para formação da base da bandeja, e as zonas graduadas em torno da dita base da bandeja oferecem um perfil correspondentemente graduado para as paredes laterais da bandeja que está sendo formada.
[0023] Numa modalidade da invenção, pelo menos uma das ditas ferramentas de moldagem superiores e inferiores, preferivelmente, ambas as ferramentas, compreendem uma peça central e uma pluralidade de estruturas concêntricas, que são móveis em relação à peça central e relativamente entre si, em que a peça central recebe a parte de base da peça de partida e da bandeja que está sendo formada, e as estruturas sendo dispostas na configuração graduada para formar os degraus das paredes laterais da bandeja, um de cada vez.
[0024] Com relação às ferramentas de moldagem para bandejas de papel, um dispositivo citado pelo estado da técnica compreendendo elementos de moldagem paralelos, que são móveis relativamente entre si, foi mostrado no documento de patente JP 2001/096646 A. Entretanto, os elementos não são do tipo de estruturas concêntricas, e são dispostos para modelar a base da bandeja, não para as paredes laterais, como é o caso da presente invenção. A figura 1 dessa referência citada revela que a bandeja retangular ainda apresenta as usuais pregas nos cantos. O problema do enrugamento ou sua solução, conforme concebida pelos presentes inventores, não são discutidos ou sugeridos no referido documento de patente JP 2001/096646 A.
[0025] É também possível que ambas as ferramentas de moldagem superiores e inferiores sejam peças de trabalho graduadas rígidas, que modelam a bandeja em uma única etapa de repuxamento profundo. Ao combinar as estruturas alternativas, o dispositivo de acordo com a presente invenção pode compreender uma peça de trabalho graduada rígida como uma ferramenta de moldagem superior, e uma disposição de uma peça central e de uma pluralidade de estruturas móveis circundantes como ferramenta de moldagem inferior.
[0026] Para a abordagem de uma pluralidade de consecutivas estações de operação, o dispositivo de acordo com a presente invenção compreende um primeiro conjunto de ferramentas de moldagem, se deslocando ao longo de um trilho, e um segundo conjunto de ferramentas de moldagem, montado em um determinado número de estações de operação, dispostas lateralmente em relação ao trilho, as ferramentas do dito primeiro conjunto suportando peças de partida de papel que são moldadas através das estações de operação, e as bandejas acabadas são liberadas do trilho em uma estação de coleta de bandeja, as respectivas ferramentas de moldagem dos primeiro e segundo conjuntos em cada estação de operação sendo móveis relativamente entre si, e adaptadas para modelar a peça de partida a partir de seus lados opostos, mediante formação de uma base e degraus concêntricos nas paredes laterais da bandeja, um de cada vez, nas consecutivas estações de operação. O dispositivo pode compreender uma torre giratória com um primeiro conjunto de ferramentas de moldagem dispostas perifericamente, e um segundo conjunto de ferramentas de moldagem montado em um determinado número de estações de operação ao longo do perímetro da torre. O movimento das ferramentas cooperando em cada estação de operação é preferivelmente radial em relação ao eixo da torre, e as ferramentas opostas à torre são retráteis, de modo que liberam a peça de partida para se deslocar para a próxima estação de operação. Preferivelmente, as ferramentas de moldagem no perímetro da torre também servem para conduzir a peça de partida para frente, entre as estações de operação.
[0027] O terceiro aspecto da invenção compreende uma bandeja de papel, que pode ser fabricada mediante uso do método e/ou das ferramentas de processamento de acordo com a invenção. A bandeja compreende uma base e paredes laterais que se expandem ascendentemente em torno da base e que, como característica da invenção, as paredes laterais da bandeja são modeladas para se expandir através de uma pluralidade de degraus periféricos.
[0028] O papel usado para a fabricação da bandeja, tipicamente, é um papelão ou papel tipo cartão revestido de polímero, preferivelmente, com uma densidade de 120 a 500 g/m2, mais preferivelmente, de 170 a 350 g/m2. Geralmente, a altura de cada degrau das paredes laterais pode ser no máximo de aproximadamente 6 mm, preferivelmente, na faixa de 3 a 6 mm, ainda mais preferivelmente, numa faixa de 3 a 4 mm.
[0029] Desconsiderando o material de papel para a bandeja, os degraus devem ser dimensionados suficientemente baixos, para obtenção de paredes laterais isentas de rugas na bandeja. Para obtenção de uma embalagem de bandeja hermeticamente vedada a líquido e gás é particularmente importante que quaisquer rugas no flange periférico que forma o degrau mais externo na parede lateral da bandeja sejam evitadas.
[0030] A bandeja de papel de acordo com a invenção pode apresentar um formato retangular, circular ou oval. Em cada momento, os problemas de formação de rugas e vazamentos que afligem as bandejas e embalagens citadas pelo estado da técnica são evitados.
[0031] O quarto aspecto da invenção é uma embalagem de produto compreendendo uma bandeja de papel, de acordo com o terceiro aspecto descrito acima. A característica da embalagem é que a bandeja compreende uma base, paredes laterais que se expandem ascendentemente em torno da base, e um flange periférico plano, em que as paredes laterais da bandeja são modeladas para se expandir através de uma pluralidade de degraus periféricos, e uma tampa é selada por calor, hermeticamente a líquido e gás, para colocação no flange da bandeja.
[0032] A bandeja, assim como, a tampa selada por calor pode ser feita de papelão ou papel tipo cartão revestido de polímero. Alternativamente, a tampa pode ser uma cobertura de filme de polímero selado por calor. De acordo com a presente invenção, as modalidades específicas da bandeja descritas acima constituem, de forma similar, as modalidades específicas da embalagem de produto em que as ditas bandejas são utilizadas.
[0033] A configuração graduada das paredes laterais da bandeja estabelece um limite prático para a graduação das paredes laterais. Por essa razão, as bandejas de acordo com a invenção são mais bem adequadas para embalagens de bandeja relativamente rasa ou plana, que podem ser usadas como embalagens de consumo de alimentos prontos, de queijo em fatias e de produtos de carne, de vegetais e chocolates, etc., que correspondem ao formato ou à natureza do produto embalado, ou em que uma satisfatória visibilidade do produto através de uma cobertura de plástico transparente é desejável.
[0034] As figuras 1 a 4 representam uma ilustração esquemática mostrando as etapas consecutivas de um processo para repuxamento profundo de uma bandeja de papel, entre ferramentas de moldagem superiores e inferiores. Mais especificamente:
- - a figura 1 mostra uma peça de partida de papel posicionada entre as ferramentas de moldagem no início do processo;
- - a figura 2 mostra a moldagem de um primeiro degrau das paredes laterais da bandeja que está sendo formada;
- - a figura 3 mostra a moldagem de um segundo degrau das paredes laterais da bandeja que está sendo formada;
- - a figura 4 mostra a moldagem de um terceiro e mais externo degrau das paredes laterais da bandeja que está sendo formada;
- - a figura 5 mostra uma bandeja acabada, produzida de acordo com as figuras 1 a 4, numa vista tomada de cima;
- - a figura 6 mostra a bandeja em seção transversal ao longo da linha VI-VI, na figura 5;
- - a figura 7 mostra uma embalagem de produto vedada, compreendendo a bandeja mostrada nas figuras 5 e 6, parcialmente aberta e com os produtos parcialmente visíveis;
- - a figura 8 mostra um processo de moldagem alternativo para a fabricação de bandejas de papel, de acordo com a invenção; e
- - a figura 9 mostra uma modificação do processo mostrado na figura 8.
[0035] No processo de repuxamento profundo, de acordo com as figuras 1 a 4, uma peça de partida plana retangular (1) de papelão revestido de polímero é transformada em uma bandeja retangular relativamente rasa (4), entre um par de ferramentas de moldagem (2, 3). A figura 1 mostra numa posição inicial, a peça de partida (1) posicionada entre uma ferramenta de moldagem superior (2) e uma ferramenta de moldagem inferior (3). A ferramenta de moldagem superior (2) apresenta uma peça central retangular (2a), que é circundada por uma série de estruturas retangulares concêntricas (2b, 2c, 2d), a peça central e as estruturas sendo móveis em relação à ferramenta de moldagem inferior (3) e relativamente entre si. A peça central (2a) se defronta com a base (4a) da bandeja que está sendo formada. As estruturas (2b, 2c, 2d) estão se defrontando com três degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) das paredes laterais da bandeja que está sendo formada, onde a estrutura mais interna (2b) se defronta com o degrau mais interno (4b), a estrutura intermediária (2c) se defronta com o degrau intermediário (4c) e a estrutura mais externa (2d) se defronta com o degrau mais externo (4d). Opostamente às partes da ferramenta de moldagem superior (2), sobre o lado reverso da bandeja que está sendo formada, a ferramenta de moldagem inferior (3) compreende correspondentes partes (3a-3d), notadamente, uma área central retangular (3a), envolvida por uma série de estruturas retangulares concêntricas (3b, 3c, 3d). A área central (3a) se dispõe integralizada com a estrutura ou zona mais interna (3b), rebaixada em relação à mesma, enquanto as estruturas intermediária e mais externas (3c, 3d) se constituem de partes separáveis móveis em relação à parte central (3a, 3b) e relativamente entre si. Assim, de modo oposto à peça central (2a) da ferramenta superior, se dispõe uma área central (3a) da ferramenta inferior, de modo oposto à estrutura mais interna (2b) da ferramenta superior, se dispõe uma estrutura ou zona mais interna (3b) da ferramenta inferior, e de modo oposto à estrutura intermediária (2c) da ferramenta superior, se dispõe uma estrutura intermediária (3c) da ferramenta inferior, e ainda de modo oposto à estrutura mais externa (2d) da ferramenta superior se dispõe uma estrutura mais externa (3d) da ferramenta inferior.
[0036] Na posição de início do processo de repuxamento profundo, conforme mostrado na figura 1, as partes das ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3) são posicionadas niveladas em ambos os lados da peça de partida (1). Como na primeira etapa, a peça central (2a) da ferramenta superior é repuxada descendentemente para um encaixe confortável com a área rebaixada central (3a) da ferramenta inferior, conforme mostrado na figura 2. A base (4a) e o degrau mais interno (4b) que circunda a base, desse modo, são formados para a peça de partida (1). Na etapa seguinte, a parte mais interna (3a, 3b) da ferramenta inferior, a peça central (2a) e a estrutura mais interna (2b) que circunda a peça central da ferramenta superior são repuxadas descendentemente para entrar na posição mostrada na figura 3, com o degrau intermediário (4c) da próxima bandeja sendo assim formado para a peça de partida. A última etapa, conforme representada na figura 4, compreende o movimento descendente de todas as partes da ferramenta (2, 3), exceto as respectivas estruturas mais externas (3d) e (4d), para formar o degrau mais externo (4d) para a bandeja, esse degrau mais externo constituindo um flange de rebordo plano (4d) para a bandeja acabada (4). As ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3) são depois separadas por um suficiente movimento reverso relativo entre as mesmas, para permitir que a bandeja acabada (4) seja removida.
[0037] Ao invés da peça central integrada (3a, 3b) da ferramenta de moldagem inferior, a zona (3b) que circunda a área central (3a) pode se constituir de uma estrutura móvel separada, similar às estruturas móveis intermediária e externa (3c) e (3d), ou à estrutura mais interna (2b) da ferramenta de moldagem superior. Nesse caso, as ferramentas de moldagem superiores e inferiores podem ser idênticas, e niveladas na posição inicial do processo. O primeiro choque descendente da peça central (2a) da ferramenta superior pode ser acompanhado por um correspondente movimento descendente da peça central (3a) da ferramenta inferior, alcançando uma posição rebaixada correspondente àquela da figura 2.
[0038] Ao invés de as ferramentas de moldagem (2, 3) consistirem de partes móveis (2a-2d), (3b-3d), as ferramentas de moldagem superiores e inferiores podem ser projetadas como peças integrais, onde as respectivas configurações globais correspondem às posições de parte da ferramenta mostradas na figura 4. Essas ferramentas construídas rigidamente permitem que a bandeja seja formada em uma única etapa de repuxamento profundo.
[0039] Além disso, as peças de partida individuais (1), que conforme mostrado na figura 1 cortam conforme o tamanho da bandeja, podem ser substituídas mediante uso de um tecido contínuo de papel, o qual é alimentado entre as ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3) e cortam as bandejas de um modo individual (4), primeiramente, após a operação de moldagem.
[0040] A bandeja acabada (4) é mostrada a partir do lado superior e em projeção vertical lateral de seção transversal, nas figuras 5 e 6, respectivamente. O material preferido para a bandeja é papelão ou papel de cartão, de densidade de 170 a 350 g/m2, com um revestimento de polímero selado por calor, tal como, uma poliolefina ou poliéster, pelo menos sobre o lado superior (interno) que entra em contato com um produto. Preferivelmente, um revestimento de polímero se dispõe em ambos os lados da bandeja.
[0041] A altura dos degraus (4b, 4c, 4d) é preferivelmente, no máximo, de aproximadamente 6 mm, mais preferivelmente, na faixa de 2 a 6 mm. Os degraus tão baixos quanto estes podem ser formados mediante deformação do papelão nas dobras, sem ocorrência de enrugamento nos cantos da bandeja retangular, como acontece com as bandejas de papel citadas pelo estado da técnica, formadas em uma única etapa de repuxamento profundo. Também, as bandejas com uma forma global arredondada, circular ou oval podem ser moldadas sem ocorrência de enrugamento nas paredes laterais graduadas e no flange de rebordo mais externo. Um flange de rebordo sem rugas e perfeitamente plano é então obtido para as bandejas de papel retangulares, assim como, para as bandejas arredondadas, permitindo uma vedação hermética a líquido e gás de uma tampa com o flange, sem a ocorrência dos anteriores problemas de vazamento, ou mediante o uso excessivo de polímero de revestimento para evitar quaisquer vazamentos.
[0042] Em geral, de acordo com a invenção, o número de degraus (4b, 4c, ...) nas paredes laterais da bandeja é de pelo menos dois, embora não exista limite superior. Três degraus, conforme mostrado nas figuras, é um número adequado para bandejas rasas, considerado como útil para embalagens de alimentos de corte a frio. Ao aumentar o número de degraus, a profundidade da bandeja é consequentemente aumentada. A altura e largura dos degraus podem variar, não precisando ser idênticas para cada degrau. O degrau mais externo (4d) que forma o flange de rebordo pode ser mais largo do que os degraus internos, para proporcionar uma segura vedação por calor da tampa de cobertura. Conforme observado, a forma geral da bandeja pode ser retangular, como nas figuras 5 e 6, com os cantos ligeiramente arredondados, conforme desejável, para ajudar no procedimento de evitar a formação de rugas, ou pode ser circular ou oval. Outras formas assimétricas ou de outro modo irregulares são possíveis e mais de um recesso em forma de bandeja pode ser processado para um único item de papel, de acordo com os ensinamentos da invenção, mediante uso das mesmas ou de diferentes ferramentas de moldagem, simultaneamente ou em sequência.
[0043] A bandeja (4) de acordo com as figuras 5 e 6 é especialmente adequada para uso em embalagens de produtos selados (5), tal como, a bandeja mostrada na figura 7. Uma tampa (6) de filme polimérico transparente foi selada por calor ao flange de rebordo revestido de polímero (4d) da bandeja, para formar uma embalagem hermética a líquido e gás (5). A figura 7 mostra a embalagem parcialmente aberta, mediante puxamento da tampa de uma orelha no canto, para acesso ao produto, tipicamente, cortes frios, tais como, carne ou queijo fatiado (7), no presente exemplo. Devido aos degraus nas paredes laterais da bandeja serem dispostos bastante baixos, a forma global das bandejas será rasa, adequada para embalagem de alimentos prontos, tais como, queijo fatiado, carne cortada fria (presunto em fatias e outros produtos similares), peixe, vegetais, doces, etc. A bandeja é ainda útil para embalagens de consumo de produtos diferentes de alimentos. Ao invés de filme, papelão revestido de polímero similar ao da bandeja pode ser usado para uma tampa de vedação. Coberturas de filme polimérico, em particular, não precisam ser planas, podendo ser convexas ou adaptadas ao formato do produto, desse modo, aumentando o volume da embalagem acabada.
[0044] Na figura 8 é mostrada uma técnica alternativa para modelagem de bandejas (4), de acordo com a invenção, em que um tecido contínuo de papel (8) é cortado para constituir as peças de partida, que se deslocam através de uma sequência de estações de operação, sendo moldadas na forma de bandejas, passo a passo, nessas estações. De acordo com a figura 8, o dispositivo compreende uma torre giratória (9) com ferramentas de moldagem radialmente móveis (10) ao longo de seu perímetro, em que o número de ferramentas de moldagem depende do número de etapas de processamento no processo. A construção e a operação de cada ferramenta de moldagem (10) na torre (9) corresponde à descrita para a ferramenta de moldagem superior (2), em conexão com as figuras 1 a 4. Um determinado número de placas de molde rígidas (11) montadas sobre eixos radialmente retráteis (12), em respectivas posições opostas, se dispõe ao longo do perímetro da torre giratória (9). Nas consecutivas estações de operação, os degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) das paredes laterais da bandeja (4) são formados um de cada vez, a partir do degrau mais interno para o degrau mais externo, enquanto a peça de partida conduzida pela torre (9) se desloca através dessas estações.
[0045] Na primeira estação de operação, uma das ferramentas de moldagem (10) da torre (9) coopera com uma placa de molde (11) localizada perifericamente, tendo um recesso (11a) e uma estrutura circundante (11b), projetada para formar a base (4a) e o degrau mais interno (4b) que circunda a base da bandeja que está sendo formada. A estrutura (11b) é provida de uma aresta de corte que destaca uma peça de partida formada do tecido (8), para ser transformada em uma bandeja no processo de moldagem. A ferramenta (10) com suas partes niveladas e a placa de molde são colocadas em contato com a peça de partida (8) em ambos os lados, e a peça central móvel (10a) da ferramenta é arrastada para um encaixe confortável com o recesso (11a) da placa de molde, para definir a base de bandeja (4a) e formar o degrau mais interno (4b) da parede lateral da bandeja, enquanto a peça de partida é ainda mantida no lugar pelas estruturas (10b, 10c, 10d e 11b) da ferramenta (10) e da placa (11). De modo funcional, esse primeiro degrau operacional corresponde ao degrau descrito e mostrado na figura 2. Após o choque da peça central (10a) da ferramenta, a placa de molde (11) é retraída, conforme mostrado na figura 8, de modo a permitir à torre, com a ajuda de um dispositivo de sucção (não mostrado), conduzir a peça de partida com a base de bandeja formada recentemente para a segunda estação de operação.
[0046] Nesse meio tempo, na segunda estação de operação, um segundo degrau (4c) é formado na parede lateral de uma bandeja seguinte, geralmente, da maneira conforme descrito em conexão com a figura 3. Uma ferramenta de moldagem (10), que já realizou a primeira etapa de moldagem na primeira estação de operação, e levou a peça de partida para sua segunda estação, contata a peça de partida a partir do lado superior da bandeja, e uma placa de molde rígida (11’), tendo um recesso (11’a) com um degrau periférico (11’b) é colocada em contato com a peça de partida (8), a partir do lado inferior, e a peça central (10a) juntamente com a estrutura mais interna (10b) da ferramenta de moldagem (10) é arrastada para um encaixe confortável com a placa de molde (11’), enquanto uma estrutura externa (11’c) da placa de molde e as estruturas externas (10c, 10d) mantêm a peça de partida no lugar. A placa de molde (11’) é depois retraída, conforme mostrado na figura 8, e a peça de partida conduzida pela torre (9) irá continuar na direção da terceira estação de operação.
[0047] Na terceira estação de operação, uma ferramenta de moldagem (10) e uma placa de molde retrátil (11”) são projetadas e operadas para formar um terceiro degrau (4d) para a parede lateral da bandeja, de um modo análogo. A placa de molde (11”) tendo um recesso (11”a) com dois degraus periféricos (11”b, 11”c) é colocada em contato com o lado interior da peça de partida, e a peça central (10a) juntamente com a estrutura mais interna e estrutura intermediária (10b, 10c) da ferramenta de moldagem (10) são arrastadas para um encaixe confortável com a placa de molde (11”), enquanto uma estrutura externa (11”d) da placa de molde (11”) e a estrutura mais externa (10d) da ferramenta de moldagem (10) mantêm a peça de partida no lugar. A placa de molde (11”) é retraída, conforme mostrado na figura 8, e a bandeja moldada já pronta (4) é liberada da torre (9) e empilhada em uma estação final de coleta de bandeja. A ferramenta de moldagem (10) liberada da bandeja é retraída para a posição de nível e retorna para a primeira estação de operação, para repetir todo o ciclo de processamento.
[0048] A figura 9 mostra uma modificação do processo mostrado na figura 8, na qual, de forma ampliada, se observa que as posições da ferramenta de moldagem e do molde foram invertidas, e a torre (9) suportando as peças de molde rígidas (12) no seu perímetro e radialmente movendo as ferramentas de moldagem (13) se dispõe em consecutivas estações de operação, ao longo do seu perímetro. Além disso, ao invés de cortar o tecido de papel (8) na forma de peças de partida na primeira estação de operação, as bandejas moldadas prontas (4) são mostradas de modo separado do tecido, primeiramente, na estação final de coleta.
[0049] As peças de molde (12) da torre (9) apresentam uma configuração escalonada saliente, correspondendo ao lado superior rebaixado das bandejas de papel (4) que estão sendo produzidas. As ferramentas de moldagem (13) nas estações de operação compreendem, individualmente, uma peça central rígida (14) e uma estrutura circundante (15), que é móvel com relação à peça central. As estruturas (15) são projetadas para formar os degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) das paredes laterais da bandeja, um de cada vez, nas respectivas estações de operação.
[0050] Na primeira estação de operação, a área mais central (12a) da peça de molde (12) e da ferramenta de moldagem (13), com a peça central plana (14a) e a estrutura circundante (15b) niveladas, faz contato com o tecido de papel (8) a partir de seus lados opostos, e a estrutura (15b) é então acionada contra o primeiro degrau (12b) da peça de molde (12), de modo a formar a base de bandeja (4a) e o degrau mais interno (4b) da parede lateral da bandeja. A ferramenta de moldagem (13) é depois retraída para a posição mostrada na figura 9, para permitir à torre (9) mover o tecido para a segunda estação de operação.
[0051] Nesse meio tempo, na segunda estação de operação, uma ferramenta de moldagem (13’) apresenta uma peça central de estrutura rígida (14’), tendo uma configuração correspondente à base e ao degrau mais interno da bandeja seguinte, e uma estrutura móvel (15’c). A ferramenta de moldagem (13’), com a estrutura (14’b) da peça central rígida (14’) e a estrutura móvel (15’c) niveladas, é colocada contra a respectiva peça de molde (12’) e o tecido entre as mesmas, e a estrutura móvel (15’c) é acionada contra o segundo degrau (12’c) da peça de molde (12’), de modo a formar o degrau intermediário (4c) da parede lateral da bandeja. A ferramenta de moldagem (13’) é depois retraída, conforme mostrado na figura 9, para permitir à torre (9) mover o tecido para a terceira estação de operação.
[0052] Na terceira estação de operação, uma peça de molde (12”) e uma ferramenta de moldagem retrátil (13”) são projetadas e operadas para formar um terceiro degrau (4d) para a parede lateral da bandeja, de uma maneira análoga. A ferramenta de moldagem (13”) com uma estrutura externa (14”c) de uma peça central graduada (14”) e uma estrutura móvel (15”d) niveladas é colocada contra a respectiva pela de molde (12”) e o tecido entre as mesmas, e a estrutura (15”d) é então acionada contra o terceiro degrau (12”d) da peça de molde (12”) para formar o degrau mais externo (4d) da parede lateral da bandeja. A ferramenta de moldagem (13”) é retraída, conforme mostrado na figura 8, e o tecido portador da bandeja moldada pronta é separado da torre (9) e cortado para proporcionar as bandejas individuais acabadas (4), que são empilhadas na estação final de coleta. A peça de molde (12) liberada do tecido retorna para a primeira estação de operação, para repetir todo o ciclo de processamento.
[0053] O processo mostrado nas figuras 8 e 9 pode ser modificado, de modo que, ao invés de uma torre giratória, as estações de operação são dispostas de outro modo, por exemplo, ao lado de um trilho linear, enquanto que o primeiro conjunto de ferramentas de moldagem, após liberação das bandejas acabadas, é retornado através de um trilho paralelo posterior à primeira estação de operação. Com as estações de operação dispostas lado a lado, o tecido pode ser cortado em bandejas logo após as etapas de moldagem, de acordo com o princípio da figura 9, em que o tecido não cortado ajuda a direcionar o processo sem acentuada perda do material de tecido.
Claims (17)
- Método de fabricação de uma bandeja de papelão por meio do procedimento de repuxamento profundo, o método compreendendo as etapas de: posicionar uma peça de partida de papelão ou cartolina (1) com um peso de 120 a 500 g/m2 entre ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3; 10, 11; 12, 13), e movimentar as ferramentas de moldagem relativamente entre si, para formar uma base de bandeja (4a) e expandir para cima paredes laterais circundando a base, e em que, através da multiplicação da formação de degrau de parede lateral, , as paredes laterais da bandeja são formadas para proporcionar um perfil concentricamente graduado (4b, 4c, 4d) em torno da base da bandeja, caracterizado pelo fato de que cada um dos degraus das paredes laterais (4b, 4c, 4d) são dimensionados possuindo uma altura de no máximo 6mm de modo a obter paredes laterais isentas de rugas para a bandeja (4).
- Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3, 10) compreende estruturas concêntricas (2b, 2c, 2d), que são móveis relativamente entre si, as estruturas sendo trazidas para uma configuração graduada para formar os degraus (4b, 4c, 4d) das paredes laterais da bandeja, um de cada vez.
- Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as estruturas concêntricas (2b–2d, 3c–3d, 10b–10d) de uma ou ambas ferramentas de moldagem são movidas para formar os degraus concêntricos das paredes laterais da bandeja, um de cada vez, a partir do degrau mais interno para o degrau mais externo.
- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as ferramentas de moldagem superiores e inferiores possuem uma configuração concentricamente graduada, de modo que ao movimentar as ditas ferramentas em relação uma a outra se proporciona um perfil correspondentemente graduado (4b, 4c, 4d) para as paredes laterais da bandeja.
- Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ambas as ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3) compreendem estruturas concêntricas (2b–2d, 3c–3d), que são móveis relativamente entre si, de modo a formar as paredes laterais da bandeja, passo a passo.
- Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que ambas as ferramentas de moldagem superiores e inferiores são ambas peças de trabalho graduadas rígidas, que modelam a bandeja em uma única etapa de moldagem.
- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, utilizando um primeiro conjunto de ferramentas de moldagem (10; 12) que se deslocam ao longo de um trilho, e um segundo conjunto de ferramentas de moldagem (11; 13) montado em um determinado número de estações de operação dispostas lateralmente em relação ao dito trilho, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:
- (a) suprir uma peça de partida (1) do dito material (8) de tecido de papelão ou cartolina entre uma ferramenta de moldagem do primeiro conjunto e uma ferramenta de moldagem do segundo conjunto, em uma primeira estação de operação;
- (b) movimentar as ditas ferramentas de moldagem na primeira estação de operação relativamente entre si, de modo a formar uma base de bandeja (4a) e pelo menos um degrau (4b) de paredes laterais que se expandem ascendentemente circundando a base;
- (c) retrair as ditas ferramentas de moldagem;
- (d) avançar a ferramenta de moldagem do dito primeiro conjunto, juntamente com a peça de partida que está sendo moldada, para uma segunda estação de operação e alinhar a dita ferramenta com uma ferramenta de processamento do dito segundo conjunto;
- (e) movimentar as ferramentas de moldagem alinhadas na segunda estação de operação relativamente entre si, de modo a formar pelo menos um adicional degrau de paredes laterais que se expandem ascendentemente da bandeja e retrair as ditas ferramentas de moldagem;
- (f) opcionalmente, repetir as etapas (d) e (e) em uma ou mais posteriores estações de operação, de modo a obter uma bandeja com degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) nas paredes laterais da bandeja que circundam a base da bandeja;
- (g) liberar as bandejas acabadas em uma plataforma de coleta de bandejas; e
- (h) retornar a dita ferramenta de moldagem do dito primeiro conjunto para a primeira estação de operação.
- Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro conjunto de ferramentas de moldagem (10; 12) é suportado por uma torre giratória (9) e o dito segundo conjunto de ferramentas de moldagem (11; 13) é montado nas estações de operação ao longo do perímetro da torre.
- Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os degraus concêntricos (4b, 4c, 4d) das paredes laterais da bandeja são formados um de cada vez, em consecutivas estações de operação, ao longo do perímetro da torre (9).
- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o papelão ou cartolina é suprido na forma de um papel contínuo (8), sendo cortado para prover as peças de partida (1) na primeira estação de operação.
- Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o papelão ou cartolina possui um peso de 170 a 350 g/m2.
- Dispositivo para repuxamento profundo de uma bandeja de papelão (4) obtida pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, a partir de um papelão ou cartolina de partida (1), compreendendo ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3), que são móveis relativamente entre si e adaptadas para modelar a peça de partida a partir de seus lados opostos, ambas as ferramentas de moldagem superiores e inferiores compreendendo uma área central (2a, 3a) e zonas concêntricas (2b–2d, 3b–3d) em torno da área central numa configuração graduada, para proporcionar um perfil correspondentemente graduado para as paredes laterais da bandeja que está sendo formada, caracterizado pelo fato de que cada um dos degraus das paredes laterais (4b, 4c, 4d) é dimensionado para possuir uma altura de no máximo 6mm de modo a obter paredes laterais isentas de rugas para a bandeja (4).
- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ambas as ferramentas de moldagem superiores e inferiores (2, 3) compreende, uma peça central (2a, 3a–3b) e estruturas concêntricas (2b–2d, 3c–3d), que são móveis em relação à peça central e relativamente entre as mesmas, de modo a formar as paredes laterais graduadas da bandeja (4).
- Dispositivo para proporcionar bandejas de papelão (4) obtidas pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, por repuxamento profundo, a partir de um material de papel tecido (8), caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende um primeiro conjunto de ferramentas de moldagem (10; 12) se deslocando ao longo de um trilho, e um segundo conjunto de ferramentas de moldagem (11; 13) montado em um determinado número de estações de operação dispostas lateralmente em relação ao dito trilho, as ferramentas do dito primeiro conjunto que suportam peças de partida de papelão ou cartolina (1) sendo moldadas através das estações de operação e as bandejas acabadas sendo liberadas do trilho em uma estação de coleta de bandeja, em que as respectivas ferramentas de moldagem (10, 11; 12, 13) do primeiro conjunto e segundo conjunto em cada estação de operação são móveis relativamente entre si e adaptadas para modelar a peça de partida a partir de seus lados opostos, mediante conformação de uma base (4a) e degraus concêntricos (4b–4d) para as paredes laterais da bandeja, um de cada vez, nas consecutivas estações de operação, cada um dos degraus sendo dimensionado para possuir uma altura de no máximo 6mm de modo a obter paredes laterais isentas de rugas para a bandeja (4).
- Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro conjunto de ferramentas de moldagem (10; 12) é suportado por uma torre giratória (9) e o dito segundo conjunto de ferramentas de moldagem (11; 13) é montado em estações de operação dispostas perifericamente ao longo do perímetro da torre.
- Bandeja de papelão ou cartolina (4), que pode ser obtida mediante uso do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e/ou mediante o dispositivo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 15, o dito papelão ou cartolina (1) possuindo um peso de 120 a 500 g/m2 e a bandeja compreende uma base (4a) e paredes laterais que se estendem ascendentemente em torno da base, em que as paredes laterais são modeladas para expansão através de degraus periféricos (4b, 4c, 4d), caracterizada pelo fato de que os degraus periféricos são dimensionados para possuírem uma altura de no máximo 6mm, para que as paredes laterais da bandeja (4) sejam isentas de rugas.
- Embalagem de produto (5) compreendendo a bandeja de papelão (4) conforme definida na reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a bandeja compreende um flange periférico plano isento de rugas (4d), e que uma tampa (6) é selada por calor e hermeticamente vedada a líquido e gás com relação ao flange periférico da bandeja.
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