BR112021014761A2

BR112021014761A2 - Sistema e método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo

Info

Publication number: BR112021014761A2
Application number: BR112021014761-6A
Authority: BR
Inventors: Denzil Kuriaparambil Antony; Sekhar Pal
Original assignee: Cargill, Incorporated
Priority date: 2019-02-02
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-09-28
Also published as: EP3917752A1; US20220126499A1; WO2020160447A1; CN113365794A; EP3917752B1

Abstract

sistema e método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo. a presente invenção se refere a um sistema e método para rotulagem em molde de artigos. em particular, a presente invenção se refere a um sistema e método para rotulagem em molde de múltiplos rótulos em duas ou mais superfícies adjacentes de um recipiente (102) com seção transversal poligonal. a presente invenção fornece uma combinação de formação de molde acoplada a um design para magazine e braço robótico (606) para possibilitar a aplicação simultânea de múltiplos rótulos em molde ao longo de múltiplas superfícies de um recipiente poligonal (102) com espaço morto mínimo entre os rótulos. a aplicação simultânea de múltiplos rótulos e a pré-forma dentro da abertura de molde, de acordo com a presente invenção, reduzem o tempo de ciclo e aumenta a eficiência de produção.

Description

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SISTEMA E MÉTODO PARA ROTULAGEM EM MOLDE DE UMA PLURALIDADE DE RÓTULOS EM UM ARTIGO

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório indiano n° 201911004187, depositado em 2 de fevereiro de 2019, intitulado "A System and Method for Inmould Labelling", que está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. CAMPO DA INVENÇÃO:

[002] A presente invenção se refere a um sistema e método para rotulagem em molde de artigos. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO:

[003] A maioria dos produtos consumíveis e itens alimentícios, sólidos ou líquidos, são armazenados em recipientes impermeáveis a líquidos de grau alimentício tipicamente feitos de materiais poliméricos. Geralmente, esses recipientes são formados por termoformação, moldagem por sopro ou moldagem por injeção de material polimérico em múltiplas camadas que, tipicamente, consiste em uma camada de polipropileno, polietileno ou tereftalato de polietileno ("PET" - polyethylene terephthalate) para se obter um corpo rígido do recipiente. Com esse uso de recipientes poliméricos, torna-se essencial aplicar rótulos que não só podem ser aplicados nesses recipientes, mas que também podem durar todo o uso do recipiente. Um rótulo poderia incluir informações sobre o produto, os ingredientes, a marca, etc. Um rótulo pode ser feito de papel, filme de plástico, pano, metal, impressão, etc. Um tipo comum de rótulo que é usado é um rótulo de papel. O uso de rótulo de papel, entretanto, tem problemas inerentes pelo fato de que quando o recipiente polimérico resfria, o polímero e o papel têm diferentes taxas de encolhimento e, como resultado, os vincos e tensões do papel ocorrem no adesivo. Rótulos plásticos são mais duráveis e preferenciais em relação ao rótulo de papel.

[004] Para fixar rótulos, inclusive rótulos plásticos, em recipientes

2 / 19 de produtos, existem vários processos/métodos de aplicação dos mesmos, como aplicação manual, luva encolhível, rótulo através de aplicador, impressão direta, rotulagem em molde, etc.

Na aplicação manual, um rótulo liso ou um rótulo com um adesivo sobre ele é colado sobre o recipiente.

Isso frequentemente resulta em problemas de desalinhamento ou aplicação inconsistente.

Esse método também traz, juntamente com ele, uma chance maior de contaminação, especialmente no caso de produtos alimentícios.

A aplicação manual não é apenas pouco prática, como também tem baixa precisão e baixa produção; e é menos econômica.

Os rótulos frequentemente enrugam nesse processo, fazendo com que o produto e seu recipiente pareçam desagradáveis, perdendo sua imagem de marca e apelo na prateleira.

Na técnica de luva encolhível, que está agora banida em muitos países devido à notificação de resíduos de plástico e suas propriedades carcinogênicas, o material de policloreto de vinila ("PVC" - polyvinyl chloride) é usado para rotular o produto.

Ele é enrolado em torno do recipiente e tunelado através de calor, de modo que possa adquirir o formato e o contorno do recipiente.

Esse método geralmente exige o uso substancial de calor com certo manuseio pós- fabricação.

Esse processo de aplicação frequentemente resulta na máscara do perfil do recipiente.

No método de rotulagem através do aplicador, um rótulo autoadesivo é aplicado com o uso de uma máquina de rótulo em dois lados de um recipiente, geralmente na parte frontal e na parte posterior, cujo processo oferece alguma proteção ao próprio recipiente.

Existem certas limitações ao uso desse método para aplicar o rótulo em todos os quatro lados, uma vez que apenas dois lados podem ser colados simultaneamente de cada vez.

Uma vez que os rótulos anterior e posterior estejam colados, o recipiente do produto passa, então, através do aplicador novamente para que seus outros dois lados sejam rotulados, o que frequentemente resulta em mudança de alinhamento.

Em rótulos do tipo papel autoadesivo, a cola ali contida é protegida com o uso de um substrato/forro de suporte, mais de 60% do qual termina em aterros

3 / 19 sanitários, tornando-o ecoperigoso. Além disso, tempo é necessário para liberar o gás e assentar o encolhimento do frasco a fim de evitar borbulhamento e enrugamento. Os rótulos através dos aplicadores não são à prova d 'água, não podem ser reciclados com o recipiente e coletam poeira facilmente, tornando-o não higiênico. Embora a impressão direta do rótulo não enfrente esses problemas, ela exige infraestrutura adicional para tratar a superfície do recipiente para impressão, tornando-a mais dispendiosa. É demorado e os resultados desejados são limitados pela cor de impressão, pelo registro de impressão e pelo substrato de recipiente.

[005] Descobriu-se na técnica anterior que aplicar os rótulos durante o processo de moldagem do polímero reduz os custos de fabricação e produz um recipiente atraente. Mais especificamente, quando uma pré-forma oca é expandida contra a superfície do molde que tem um rótulo em uma parede lateral da cavidade de molde, de modo que, quando o plástico é expandido, ela faça com que um adesivo no rótulo seja aquecido e, assim, prenda o rótulo ao recipiente. Isso é essencialmente denominado de rotulagem em molde ("IML" - in-mold labelling). Nesse processo de rotulagem em molde, o rótulo é aplicado com a ajuda do braço robótico entre o molde e o rótulo é fundido com plástico fundido para tornar-se parte integrante do recipiente e é difícil de descolar. Atualmente, esse é um método preferencial na indústria de embalagens devido a suas numerosas vantagens. Esse processo não exige nenhum processo de pós-rotulagem e o rótulo é fundido com o mesmo calor com o qual o recipiente é produzido, não exigindo, assim, calor/energia extra. Eficazmente, a rotulagem em molde elimina a necessidade de um processo de rotulagem separado após a fabricação do recipiente, o que reduz os custos de trabalho e equipamento. Além disso, isso proporciona uma aparência e durabilidade de produto aprimoradas sem nenhuma marcação e rugas nos rótulos. Esse é um processo ecológico, que reduz a emissão de resíduos e CO2 e economiza água e energia.

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[006] Os rótulos em molde compreendem, em geral, uma base de suporte, que consiste em um filme de suporte polimérico ou biopolimérico, sobre o qual um padrão decorativo ou uma mensagem escrita é impresso. O rótulo é posicionado contra uma parede de um molde para moldagem por injeção ou moldagem por sopro e mantido no lugar por vários meios, como forças eletrostáticas ou sucção a vácuo, e um artigo polimérico é moldado injetando-se uma massa de material fundido polimérico ou soprando-se uma pré-forma polimérica contra as paredes do molde sobre as quais o rótulo em molde é aplicado. Isso faz com que o rótulo se una ao artigo moldado, e pode ser considerado como uma parte integrante do mesmo. Rótulos em molde podem ser usados para cobrir uma porção de um recipiente ou, em casos de recipientes cilíndricos, podem cobrir toda a superfície externa de um recipiente. Nesse último caso, o rótulo em molde serve como uma camada adicional e pode, portanto, melhorar a integridade estrutural do recipiente.

[007] A Figura 1 mostra um gráfico comparativo de diferentes propriedades [como emissão de dióxido de carbono, uso de água, geração de resíduos sólidos e quantidade de combustível necessária] dos diferentes métodos de aplicação do rótulo.

[008] Convencionalmente, a rotulagem em molde em máquinas de moldagem por sopro é tipicamente realizada mediante a inserção de um rótulo ou um conjunto de rótulos no molde antes da extrusão do tubo de pré-forma de plástico quente e do subsequente fechamento de seções de molde em preparação para a operação de sopro. A operação de sopro subsequente forma o tubo plástico quente ao redor do rótulo até o formato do molde. Esse processo sequencial de primeiro inserir e colocar rótulos dentro do molde e, depois disso, inserir a pré-forma na cavidade de molde, entretanto, aumenta a duração de tempo de cada ciclo e reduz a produção geral da máquina.

[009] De acordo com a técnica anterior, dispensadores de rótulo em molde para máquinas de moldagem por sopro convencionalmente incluem um

5 / 19 suporte de rótulo para receber um rótulo a partir de um magazine de rótulo e, então, são movidos para depositar o rótulo na cavidade de molde. Existem muitos métodos para selecionar os rótulos do magazine e depositar os mesmos no interior do molde, assim como reter os mesmos nos moldes, como pelo uso de vácuo. O final de um vácuo extraído nas ventosas de sucção permite que um vácuo extraído na cavidade de molde prenda o rótulo em posição em preparação para a moldagem. Tais suportes a vácuo são normalmente montados em braços pivotantes que se movem em relação à direção do movimento de abertura e fechamento das seções de molde para permitir a deposição dos rótulos no espaço confinado permitido pela extensão da abertura de molde. Esses tipos de suporte de rótulo, entretanto, são capazes de depositar apenas um rótulo no molde em um dado momento, uma vez que o movimento do mesmo no braço pivotante em direção a uma seção de molde interfere no movimento pivotante de um braço similar em direção à seção de molde oposta para a deposição de outro rótulo. Outro tipo de dispensador de rótulos em molde da técnica anterior inclui um suporte de rótulo que é movido ao longo de uma trajetória abruptamente curva por uma ligação complexa que executa uma volta de 180 graus para transferir os rótulos de um magazine de rótulo para o molde em preparação para moldagem. Com esse dispensador de rótulos do tipo ligação complexa, da mesma forma não é possível depositar mais de um rótulo no molde em um dado momento devido ao espaço limitado presente mediante a abertura do molde. Como resultado, os mecanismos de rotulagem em molde para máquinas de moldagem por sopro conhecidos na técnica anterior têm um tempo de ciclo aumentado.

[0010] Em alguns dos casos da técnica anterior, é possível colocar um rótulo em ambos os moldes ao mesmo tempo para reduzir o tempo de ciclo. Nesses casos, no entanto, ainda não é possível lançar mais de um rótulo em cada molde, limitando, assim, o número total de rótulos presentes nos dois rótulos do recipiente, os quais são colocados em superfícies diametralmente

6 / 19 opostas do frasco. A colocação de mais de dois rótulos exigiria múltiplas operações do suporte de rótulo, aumentando, assim, ainda mais o tempo de ciclo. Múltiplas operações do suporte de rótulo dentro da abertura de molde para colocar mais de um rótulo em uma única peça de molde também aumentam as chances de desalinhamento e, dessa forma, a saída de resíduos da máquina.

[0011] Esses problemas são particularmente pronunciados durante a fabricação por meio de moldagem por sopro e a rotulagem em molde de garrafas de recipientes não cilíndricos, ou seja, que têm formato poligonal da seção transversal do corpo e que têm múltiplas superfícies planas, como formato cúbico ou cuboidal do corpo. Nesse caso de recipientes com corpo poligonal, não é possível aplicar rótulo nas bordas curvas do frasco por meio de rotulagem em molde. No caso de um corpo de recipiente com formato cuboidal regular, com quatro superfícies com formato retangular no produto final, as quais estão dispostas a um ângulo de 90° uma em relação à outra, os métodos convencionais disponíveis na técnica anterior oferecem a rotulagem de apenas um conjunto de duas superfícies diametralmente opostas. A razão para isso é a dobra em dois. Primeiramente, as peças de molde, em tais casos, são fundidas de modo que a dissecção do molde se dê através de um conjunto de duas superfícies opostas, conforme mostrado na Figura 2A. Devido a tal disposição, não é possível colocar o rótulo por rotulagem em molde nos lados C e D (Figura 2A) do recipiente final, uma vez que o molde é cortado através desses lados, e não é possível colocar os rótulos nesses lados durante a posição aberta dos moldes e mantê-los intactos quando os moldes são fechados para executar a moldagem por sopro. Portanto, as únicas superfícies que estão disponíveis para colocar os rótulos são A e B nesse caso. É mais evidente a partir da Figura 2B, em que o método de rotulagem em molde é aplicado apenas em um par de superfícies diametralmente opostas. Nesse caso, o recipiente é dividido em duas partes ao longo da face dos 2 lados do

7 / 19 recipiente (102) e é possível aplicar rótulos apenas nas partes anterior e posterior do recipiente de acordo com o design de molde (101), conforme mostrado. Esse modelo de dissecção de molde não é apenas preferencial, mas recomendado nos métodos convencionais, já que apenas um rótulo poderia ser aplicado dentro de um molde, e é preferencial ter o lado não em um ângulo em relação ao aplicador de rótulo. Em segundo lugar, o magazine usado em métodos convencionais para reter cada rótulo tem uma superfície externa mínima que se translada em um espaço morto mínimo entre os rótulos. Isso é evidente a partir do design de magazine convencional na Figura 4. Como é evidente a partir do posicionamento dos suportes de rótulo 301 e 302 na Figura 4, o espaço morto é tipicamente de 50 mm. Consequentemente, devido ao espaço morto mínimo entre os dois conjuntos de rótulos a serem selecionados do magazine e lançados dentro dos moldes, os métodos convencionais não possibilitam a colocação de mais de um rótulo em cada peça de molde na posição aberta. Isso é particularmente verdadeiro para garrafas de tamanho menor, nas quais o espaço de abertura de molde é limitado, e os designs convencionais de suporte de rótulo e colocações de rótulos em magazines não permitem a colocação de múltiplos rótulos.

[0012] Além disso, nas máquinas existentes, a pré-forma é sempre inserida dentro do espaço de molde apenas, uma vez que o suporte de rótulo tenha saído da cavidade de molde após a colocação dos rótulos. Esse processo de múltiplas etapas aumenta o tempo de ciclo e, assim, diminui a saída. É provável que tentar inserir a pré-forma enquanto o rótulo está sendo colocado, particularmente enquanto se coloca um rótulo em cada uma das duas peças de molde simultaneamente em posição aberta atrapalhe a pré-forma. OBJETIVOS DA INVENÇÃO:

[0013] O objetivo primário da presente invenção é fornecer um sistema e um método para rotulagem em molde de múltiplos rótulos em duas ou mais superfícies adjacentes de um recipiente com seção transversal

8 / 19 poligonal.

[0014] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema e um método para rotulagem em molde de múltiplos rótulos com espaço morto menor que 05 mm através de uma única ou múltiplas superfícies adjacentes.

[0015] Ainda, outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema e um método para rotulagem em molde em que seja possível aplicar simultaneamente múltiplos rótulos ao longo de todas as superfícies de um recipiente com seção transversal poligonal. Em particular, um sistema e um método para rotulagem em molde de todos os quatro lados de um recipiente cuboidal.

[0016] Ainda, outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema e um método para rotulagem em molde em que múltiplos rótulos sejam simultaneamente colocados dentro dos moldes sem atrapalhar o processo concomitante de inserção e colocação da pré-forma dentro da cavidade de molde, reduzindo, assim, o tempo de ciclo.

[0017] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema e um método para rotulagem em molde de múltiplos rótulos com alta eficiência de produção e custos reduzidos de produção.

[0018] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema e um método para a rotulagem em molde em que a rotulagem produza menos resíduos e seja mais amigável ao ambiente, de baixo custo, precisa, eficaz e que produz produtos mais estéticos com baixo custo.

[0019] Os outros objetivos, modalidades preferenciais e vantagens da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir da presente invenção quando lida em conjunto com os exemplos, figuras e tabelas em anexo, que não se destinam a limitar o escopo da presente invenção de nenhuma maneira. SUMÁRIO DA INVENÇÃO:

[0020] A presente invenção fornece um sistema para rotulagem em

9 / 19 molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo, sendo que o sistema compreende: (a) uma primeira peça de molde (210) e uma segunda peça de molde (212) móveis até uma posição fechada e uma posição aberta, sendo que ambas as peças de molde são fundidas de modo que, na posição fechada, a parte interna do molde constitua o formato externo do artigo e, na posição aberta, qualquer superfície do artigo sobre a qual um rótulo deve ser aplicado permaneça intacta em uma única peça de molde; (b) um mecanismo instalador e ajustador de pré-forma para transportar, alimentar e colocar constantemente uma pré-forma no centro da cavidade de molde durante a posição aberta do molde em cada ciclo; (c) uma unidade de magazine (400) que compreende o primeiro magazine de rótulo (401) para reter rótulos para a primeira peça de molde (210) e o segundo magazine de rótulo (402) para reter rótulos para a segunda peça de molde (212), sendo que o primeiro magazine de rótulo (401) e o segundo magazine de rótulo (402) são conectados por uma base comum para assegurar um posicionamento relativo fixo, e sendo que cada magazine de rótulo (401, 402) compreende uma pluralidade de mecanismos de travamento de rótulo (401a, 401b, 402a, 402b) que se projeta a partir dos mesmos, e cada mecanismo de travamento de rótulo saliente retém uma aba de rótulo (404, 405, 406, 407) no final e sendo que o comprimento e a direção de cada mecanismo de travamento de rótulo em um magazine de rótulo são configurados de modo que o posicionamento relativo dos rótulos frontais de todos os respectivos aros em um magazine de rótulo corresponda ao posicionamento relativo desejado desses rótulos dentro da respectiva peça de molde; (d) um braço robótico (606) para selecionar rótulos da unidade de magazine e colocá-los dentro das peças de molde durante a posição aberta, sendo que o braço robótico compreende uma unidade de seleção de rótulo (500) com uma pluralidade de canais (510, 512), sendo que cada canal tem uma liberdade de movimento para frente e para trás ao longo do eixo geométrico de um magazine de rótulo (401, 402) até uma peça de molde (210,

10 / 19 212), sendo que a largura total do deslocamento de todos os canais (510, 512) é menor que a largura da abertura de molde de modo a possibilitar a entrada de todos os canais dentro do molde ao mesmo tempo; (e) unidades de preensão (520, 522) montadas na extremidade de cada canal (510, 512) de modo que as múltiplas superfícies de preensão (701, 702, 703, 704) de cada unidade de preensão sejam equipadas e configuradas para selecionar múltiplos rótulos, cada um dos múltiplos aros de rótulos no respectivo magazine de rótulo de modo que o posicionamento relativo de rótulos permaneça intacto não apenas durante a seleção do rótulo, mas também durante o deslocamento do canal da posição de trás para frente dentro da abertura de molde, e também enquanto se coloca os rótulos na superfície interna da peça de molde; (f) uma máquina de sopro (601) para possibilitar o sopro a partir da pré-forma através da cavidade durante a posição fechada dos moldes; sendo que o eixo geométrico de movimento dos canais é selecionado de modo que os canais e os rótulos mantenham uma distância das pré-formas na linha de montagem, bem como no interior do molde, de modo a permitir a colocação simultânea de múltiplos rótulos e da pré-forma no interior do molde.

[0021] A presente invenção fornece também um método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo, sendo que o método compreende: (a) fundir uma primeira peça de molde (210) e uma segunda peça de molde (212) de modo que, na posição fechada, a parte interna do molde constitua o formato externo do artigo e, na posição aberta, qualquer superfície do artigo sobre a qual ao menos um rótulo deve ser aplicado permaneça em uma única peça de molde; (b) colocar as peças de molde dentro de uma máquina de moldagem por sopro para abertura e fechamento do molde durante cada ciclo a uma frequência e largura pré- ajustadas da cavidade de molde; (c) colocar uma pré-forma dentro do molde durante a posição aberta do molde em cada ciclo, de modo que o ar possa ser

11 / 19 soprado através da pré-forma durante a posição fechada do molde; (d) dispor a direção e a configuração dos mecanismos de travamento de rótulo (401a, 401b, 402a, 402b) dentro do magazine de rótulo (401, 402), de modo que o posicionamento relativo dos rótulos frontais de todos os respectivos aros dentro de um único magazine de rótulo corresponda ao posicionamento relativo desejado dessas superfícies dentro da respectiva peça de molde sobre a qual os rótulos devem ser aplicados; (e) dispor a direção e o posicionamento das superfícies de preensão das unidades de preensão (520, 522) de modo que o posicionamento relativo dos rótulos permaneça intacto durante a seleção do rótulo pelas unidades de preensão dos aros de rótulo dentro do magazine de rótulo; (f) montar as unidades de preensão nos canais (510, 512), sendo que os canais têm uma liberdade de movimento para frente e para trás ao longo do eixo geométrico de um magazine de rótulo (401, 402) até uma peça de molde (210, 212); (g) posicionar o canal no interior do magazine para selecionar um rótulo frontal de cada aba de rótulo no interior da unidade de magazine sobre a pluralidade de superfícies de preensão das unidades de preensão; (h) mover os canais para transportar as unidades de preensão com rótulos para dentro da abertura de molde e posicionar contra a superfície correspondente das peças de molde que devem ser rotuladas; (i) transferir os rótulos das unidades de preensão para a superfície interna das peças de molde; (j) mover os canais com unidades de preensão de volta para o magazine para a seleção de rótulos para o próximo ciclo; (k) fechar os moldes e soprar ar quente através da pré- forma; e (l) abrir os moldes para permitir que o recipiente formado com a rotulagem em molde se mova para fora do espaço de molde; sendo que a largura total do deslocamento de todos os canais (510, 512) é menor que a largura da cavidade de molde de modo a permitir a entrada de todos os canais dentro do molde ao mesmo tempo; e sendo que a colocação dos rótulos, bem como a colocação da pré-forma dentro do molde, ocorrem simultaneamente em cada ciclo; e sendo que o eixo geométrico de movimento dos canais é

12 / 19 selecionado de modo que os canais e os rótulos mantenham uma distância das pré-formas na linha de montagem, bem como no interior do molde, de modo a permitir a colocação simultânea de múltiplos rótulos e da pré-forma no interior do molde.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] Uma compreensão geral da invenção com seus objetivos anteriormente mencionados e outros objetivos ficarão evidentes mediante a consideração da seguinte descrição detalhada lida em conjunto com os desenhos em anexo.

[0023] A Figura 1 é um gráfico comparativo que mostra as propriedades dos métodos convencionais de aplicação de rótulos em recipientes, especificamente (i) aplicação manual; (ii) luva encolhível; (iii) rotular através do aplicador; (iv) impressão direta; (v) rótulos de transferência de calor; e (vi) rotulagem em molde.

[0024] As Figuras 2A e 2B mostram o design de molde (101) de acordo com o método convencional de rotulagem em molde.

[0025] As Figuras 3A e 3B mostram um design de molde em formato de L (201) de acordo com a presente invenção.

[0026] A Figura 4 mostra a unidade de magazine (300) do sistema de rotulagem de moldes IML convencional.

[0027] A Figura 5A mostra a vista de topo da unidade de magazine (400) e a Figura 5B mostra uma vista em perspectiva da unidade de magazine (400) de acordo com a presente invenção.

[0028] A Figura 6A mostra uma vista de topo da unidade de seleção de rótulo (500) e a Figura 6B mostra uma vista em perspectiva da unidade de seleção de rótulo (500) de acordo com a presente invenção.

[0029] A Figura 7 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo/sistema (600) conforme revelado na presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO:

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[0030] Consequentemente, enquanto se executa os objetivos acima, a presente invenção fornece um sistema e um método para rotulagem em molde que é desprovido das desvantagens/problemas nos sistemas e métodos da técnica anterior de rotulagem em molde, conforme identificado acima.

[0031] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o processo de rotulagem em molde é executado por meio de um processo de moldagem por sopro em dois estágios em relação ao método convencional de um processo de moldagem por sopro em estágio único. No processo de moldagem por sopro em dois estágios, uma pré-forma é preparada ou produzida separadamente e usada para alimentar a máquina de moldagem por sopro. Tipicamente, no processo de dois estágios, a pré-forma é fabricada separadamente e está sob a forma sólida em vez da forma fundida ou semifundida quando ela é inserida no molde.

[0032] Em outra modalidade preferencial, o tereftalato de polietileno (PET) é usado para fabricar os recipientes mediante o uso de uma técnica de moldagem por sopro em dois estágios para rotulagem em molde. O PET é leve, facilmente utilizável e econômico para o fabricante e o consumidor, além de ser ambientalmente amigável, ao contrário dos outros materiais. Para polímeros como PET, polipropileno ("PP" - polypropylene) e outros, o processo de moldagem por sopro em dois estágios é preferencial. Nesse processo, um primeiro estágio diz respeito à produção de uma pré-forma, por exemplo, por injeção ou compressão. Um segundo estágio se refere ao sopro de pré-formas para obter as garrafas ou recipientes acabados. O processo de moldagem por sopro em dois estágios resulta em qualidades gerais otimizadas do recipiente, como qualidades mecânicas, qualidades de barreira, etc. Convencionalmente, a rotulagem em molde é executada com o uso de moldagem por sopro em estágio único, que tem tempo de ciclo maior. Embora a presente invenção funcione também com um processo de moldagem por sopro em estágio único, o tempo de ciclo e a eficiência de produção do

14 / 19 processo podem variar.

[0033] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a rotulagem em molde de múltiplos rótulos em todos os lados de um frasco de quatro lados é executada com o uso de um molde que é fundido de modo a permitir a rotulagem em todos os lados. Um molde geralmente compreende um conjunto de peças de molde - uma primeira parte de molde e uma segunda parte de molde - sendo que a primeira e a segunda partes de molde, quando combinadas (ou seja, na posição fechada), definem uma cavidade de molde com um formato interno que corresponde ao formato externo do artigo a ser formado no molde. A primeira e a segunda partes de molde, entretanto, são dissecadas ao longo de um eixo geométrico do frasco para abrir os moldes. De acordo com a presente invenção, para a rotulagem em molde de todos os quatro lados de um recipiente, o molde é dissecado ao longo do eixo geométrico diagonal do recipiente, em vez de uma linha de eixo geométrico longitudinal, de modo que a linha divisória se afaste de todas as superfícies planas que podem ser rotuladas. Dessa forma, os moldes são fundidos de tal maneira que qualquer superfície do artigo sobre a qual pelo menos um rótulo deve ser aplicado permaneça dentro de uma única peça de molde. Os moldes fundidos nesse caso, portanto, são dois moldes em formato de "L" (vide Figura 3A) em vez de um molde em formato de '[' convencional (vide Figura 2A). De modo semelhante, em garrafas que têm a seção transversal do corpo no formato de um hexágono (ou seja, seis lados) ou um paralelogramo (ou seja, quatro lados, mas não em um ângulo de 90°) ou qualquer outro formato poligonal para esse assunto, os moldes podem ser fundidos de modo que a dissecção seja feita ao longo da diagonal ou bordas, de modo que todas as superfícies planas permaneçam intactas e nenhuma tal superfície seja dissecada em peças de molde separadas. Uma vez que nem é desejável, nem possível aplicar rótulos através de rotulagem em molde nas bordas de um frasco poligonal, as bordas permanecem não rotuladas e, dessa

15 / 19 forma, podem ser usadas como linhas divisórias para os moldes. Isso permite a rotulagem de todas as superfícies de um frasco poligonal. Por exemplo, na Figura 2A (vista de topo da posição aberta de moldes de acordo com a técnica anterior) as superfícies C e D não podem ser rotuladas, uma vez que elas não estão intactas durante a posição aberta do molde quando os rótulos são dispostos dentro do molde. Enquanto na Figura 3A (vista de topo dos moldes de acordo com a presente invenção), todas as superfícies (A, B, C & D) estão intactas nas posições abertas dos moldes e, dessa forma, podem ser rotuladas. Consequentemente, como é evidente a partir da Figura 3B, cada peça de molde (210, 212) é equipada para receber 2 rótulos, cada um a um ângulo de cerca de 90°, permitindo, assim, a rotulagem de todos os quatro lados do recipiente. Não é apenas a aplicação de rótulos em molde em todos os quatro lados de um recipiente que não pode ser obtida com o uso da formação de moldes da técnica anterior, a técnica anterior realmente ensina na direção contrária de tal forma de formação de moldes, visto que não foi possível aplicar dois rótulos dentro da mesma peça de molde, particularmente a um ângulo de 90° e próximos um do outro, o que seria necessário para a formação de moldes da presente invenção. A presente invenção funcionará também com o uso de mais de duas peças de molde durante o processo de moldagem por sopro.

[0034] Em outra modalidade preferencial da presente invenção, a rotulagem em molde de múltiplos rótulos ao longo de múltiplas superfícies de um recipiente poligonal é possibilitada pela implantação de uma formação de magazine exclusiva que possibilita que múltiplos rótulos sejam selecionados simultaneamente com mínimo ou nenhum espaço morto entre eles. De acordo com as Figuras 5A e 5B, a unidade de magazine (400) da presente invenção compreende um primeiro magazine de rótulo (401) e um segundo magazine de rótulo (402). O primeiro magazine de rótulo (401) retém rótulos para a primeira peça de molde (210) e o segundo magazine de rótulo (402) retém

16 / 19 rótulos para a segunda peça de molde (212). O primeiro magazine de rótulo (401) e o segundo magazine de rótulo (402) são conectados por uma base comum para assegurar um posicionamento inter-relativo fixo ao longo do processo.

O primeiro magazine de rótulo (401) compreende dois mecanismos de travamento de rótulo salientes (401a, 401b) e o segundo magazine de rótulo (402) compreende dois mecanismos de travamento de rótulo salientes (402a, 402b). Cada um desses mecanismos de travamento de rótulo salientes (401a, 401b, 402a, 402b) retém uma aba de rótulo em sua extremidade (404, 405, 406, 407). Por exemplo, os mecanismos de travamento de rótulo 401a retêm a aba 404. O posicionamento dos magazines de rótulo (401, 402), bem como o comprimento e a direção da protuberância de cada mecanismo de travamento de rótulo são configurados de modo que o posicionamento relativo dos rótulos frontais de cada aba dentro de um magazine de rótulo seja configurado para corresponder ao posicionamento relativo no qual esses rótulos devem ser colocados dentro da respectiva peça de molde.

Por exemplo, no caso de um recipiente quadrado no qual o requisito é colocar um rótulo em todas as quatro superfícies, o molde em formato de L, de acordo com a presente invenção, terá duas superfícies para rotulagem que são dispostas a 90° uma da outra.

Nesse caso, os rótulos frontais das bordas no magazine de rótulo também serão configurados em um formato de L similar, de modo que eles sejam apanhados como estão e colocados dentro do molde.

Dessa maneira, quando as abas estão sendo retidas por meio de mecanismos de travamento salientes, o espaço morto entre os dois rótulos que devem ser aplicados em duas superfícies de um molde em formato de L pode ser menor que 5 mm e o espaço morto para dois rótulos serem aplicados na mesma superfície pode ser nulo.

Isso não foi possível nos magazines convencionais em que o espaço ao redor de cada rótulo é necessário para reter os rótulos de recorte no interior do magazine, espaço esse que eventualmente se translada no espaço morto entre os rótulos no interior do molde.

Deve-se notar que se

17 / 19 as unidades de magazine convencionais (301 e 302) forem colocadas em um ângulo de 90° uma em relação à outra, tipicamente um espaço morto de 50 mm é gerado devido à disposição de magazines (vide Figura 4) que provavelmente excederá a largura do recipiente, tornando impossível aplicar os rótulos em todos os quatro lados do recipiente. De acordo com a presente invenção, uma vez que os rótulos frontais de cada aba adjacente são colocados em tal proximidade, o espaço morto pode ser minimizado ou completamente evitado. Isso permite a colocação de múltiplos rótulos em uma única superfície ou em todas as superfícies de frascos dimensionadas, incluindo frascos dimensionados em tamanhos pequenos.

[0035] Além disso, de acordo com outra modalidade preferencial da presente invenção, um braço robótico é implantado, o que possibilita a transferência de rótulos do magazine para o interior do molde de modo que múltiplos rótulos possam ser selecionados, transferidos e colocados no interior do molde sem atrapalhar o posicionamento relativo dos rótulos, bem como sem atrapalhar o transporte, a alimentação ou a colocação final simultâneos da pré-forma no interior da abertura de molde. De acordo com a presente invenção, o braço robótico (606) seleciona rótulos da unidade de magazine e os coloca no interior do molde durante a posição aberta do molde. Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o braço robótico compreende uma unidade de seleção de rótulo (500) com dois canais (510, 512). O primeiro canal (510) tem uma liberdade de movimento para frente e para trás ao longo do eixo geométrico de um magazine de rótulo (401) até uma peça de molde (210) de modo que o canal possa apanhar um rótulo e aplicá-lo à peça de molde durante a posição aberta do molde. A largura total do deslocamento de todos os canais (510, 512) é menor que a largura da abertura de molde de modo a permitir a entrada de todos os canais dentro do molde ao mesmo tempo. Uma vez que o espaço de abertura de molde é limitado, geralmente não mais que 250 mm, a largura dos canais é mantida

18 / 19 mais baixa, geralmente menor que 220 mm.

[0036] Em outra modalidade preferencial da presente invenção, o eixo geométrico de movimento dos canais é selecionado de modo que os canais e os rótulos mantenham uma distância das pré-formas na linha de montagem, bem como no interior do molde, de modo a permitir a colocação simultânea de múltiplos rótulos e da pré-forma no interior do molde. Uma vez que a pré- forma é geralmente colocada no lado de sopro (ou boca) do recipiente, é preferível ter o eixo geométrico de movimento dos canais no lado de não sopro do recipiente. Além disso, uma vez que a pré-forma é colocada exatamente no meio da abertura de molde, é preferencial que o eixo geométrico de movimento dos canais esteja fora de centro para evitar qualquer contato do canal ou dos rótulos com a pré-forma. Essa disposição deixa um espaço no meio para o deslocamento e a colocação da pré-forma dentro do molde enquanto os rótulos estão sendo colocados. Portanto, a distância entre os dois canais é geralmente mantida maior que a largura da pré-forma. Em outra modalidade preferencial da presente invenção, os canais estão acima da altura da pré-forma, consultar a Figura 7. Esse processo de rotulagem simultânea dos rótulos dentro do molde e a colocação da pré-forma no centro do espaço de molde reduzem drasticamente o tempo de ciclo e aumentam drasticamente a eficiência e a produção da máquina. Além disso, o uso de um único braço robótico (em vez de múltiplos braços robóticos) para colocação de múltiplos rótulos reduz o escopo de desalinhamento.

[0037] De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, na extremidade do primeiro canal (510) está montada uma unidade de preensão (520) e na extremidade do segundo canal (512) está montada uma segunda unidade de preensão (522). A primeira unidade de preensão (520) tem duas superfícies de preensão (701, 702) e a segunda unidade de preensão (522) tem duas superfícies de preensão (703, 704). A direção e a configuração de cada uma dessas superfícies de preensão (701, 702, 703, 704) é tal que elas são

19 / 19 equipadas para selecionar um rótulo, cada uma das múltiplas abas de rótulos no respectivo magazine de rótulo, de modo que o posicionamento relativo dos rótulos permaneça intacto não apenas durante a seleção do rótulo, como também durante o deslocamento do canal da posição de trás para frente dentro da abertura de molde, e também durante a colocação dos rótulos sobre a superfície interna da peça de molde. Por exemplo, se os dois rótulos estiverem posicionados a 90° um em relação ao outro, as unidades de preensão também são ajustadas a 90° uma em relação à outra. Em uma modalidade preferencial da presente invenção, o posicionamento relativo das diferentes superfícies das unidades de preensão para apanhar rótulos pode ser ajustado.

[0038] Embora o conceito inventivo tenha sido descrito em detalhes consideráveis com referência a certas modalidades e desenhos preferenciais, outras modalidades e equivalentes são muito possíveis. Embora várias características e vantagens da presente invenção tenham sido apresentadas na descrição anteriormente mencionada, juntamente com detalhes funcionais e de procedimento, a revelação é apenas ilustrativa e alterações podem ser feitas em detalhes, especialmente em termos das etapas de procedimento dentro dos princípios da invenção, na extensão total indicada pelo significado geral amplo dos termos expressos. Dessa forma, são possíveis várias modificações do sistema e método aqui revelados sem se desviar do escopo e espírito pretendidos da presente invenção. Mais particularmente, o sistema e o método, conforme representado na presente invenção, são simplificados e generalizados, e existem várias variações possíveis. Consequentemente, em uma modalidade, tais modificações do sistema e do método aqui revelados estão incluídas no escopo da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo, sendo que o sistema é caracterizado por compreender: - uma primeira peça de molde (210) e uma segunda peça de molde (212) móveis até uma posição fechada e uma posição aberta, sendo que ambas as peças de molde são fundidas de modo que, na posição fechada, a parte interna do molde constitua o formato externo do artigo e, na posição aberta, qualquer superfície do artigo sobre a qual um rótulo deve ser aplicado permaneça intacta em uma única peça de molde; - um mecanismo instalador e ajustador de pré-forma para transportar, alimentar e colocar constantemente uma pré-forma no centro da cavidade de molde durante a posição aberta do molde em cada ciclo; - uma unidade de magazine (400) que compreende o primeiro magazine de rótulo (401) para reter rótulos para a primeira peça de molde (210) e o segundo magazine de rótulo (402) para reter rótulos para a segunda peça de molde (212), sendo que o primeiro magazine de rótulo (401) e o segundo magazine de rótulo (402) são conectados por uma base comum para assegurar um posicionamento relativo fixo, e sendo que cada magazine de rótulo (401, 402) compreende uma pluralidade de mecanismos de travamento de rótulo (401a, 401b, 402a, 402b) que se projeta a partir dos mesmos, e cada mecanismo de travamento de rótulo saliente retém uma aba de rótulo (404, 405, 406, 407) no final e sendo que o comprimento e a direção de cada mecanismo de travamento de rótulo em um magazine de rótulo são configurados de modo que o posicionamento relativo dos rótulos frontais de todos os respectivos aros em um magazine de rótulo corresponda ao posicionamento relativo desejado desses rótulos dentro da respectiva peça de molde; - um braço robótico (606) para selecionar rótulos da unidade de magazine e colocá-los dentro das peças de molde durante a posição aberta,

sendo que o braço robótico compreende uma unidade de seleção de rótulo (500) com uma pluralidade de canais (510, 512), sendo que cada canal tem uma liberdade de movimento para frente e para trás ao longo do eixo geométrico de um magazine de rótulo (401, 402) até uma peça de molde (210, 212), sendo que a largura total do deslocamento de todos os canais (510, 512) é menor que a largura da abertura de molde de modo a possibilitar a entrada de todos os canais dentro do molde ao mesmo tempo; - unidades de preensão (520, 522) montadas na extremidade de cada canal (510, 512) de modo que as múltiplas superfícies de preensão (701, 702, 703, 704) de cada unidade de preensão sejam equipadas e configuradas para selecionar um rótulo, cada um dos múltiplos aros de rótulos no respectivo magazine de rótulo de modo que o posicionamento relativo de rótulos permaneça intacto não apenas durante a seleção do rótulo, mas também durante o deslocamento do canal da posição de trás para frente dentro da abertura de molde, e também enquanto se coloca os rótulos na superfície interna da peça de molde; - uma máquina de sopro (601) para possibilitar o sopro a partir da pré-forma através da cavidade durante a posição fechada dos moldes; sendo que o eixo geométrico de movimento dos canais é selecionado de modo que os canais e os rótulos mantenham uma distância das pré-formas na linha de montagem, bem como no interior do molde, de modo a permitir a colocação simultânea de múltiplos rótulos e da pré-forma no interior do molde.

2. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a seção transversal do corpo do artigo ter formato poligonal.

3. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o processo de moldagem por sopro ser um processo de moldagem por sopro em dois estágios.

4. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o recipiente ser feito de tereftalato de polietileno (PET).

5. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o espaço morto entre dois rótulos aplicados às superfícies adjacentes a 90°, um em relação ao outro, ser menor que 5 mm.

6. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo geométrico de movimento de cada canal (510, 512) ser em direção ao lado não soprado do recipiente e ser também horizontalmente descentralizado da abertura de molde.

7. Sistema para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o posicionamento entre as superfícies de preensão, bem como os mecanismos de travamento de rótulo, poder ser ajustado para corresponder ao posicionamento desejado dos rótulos.

8. Método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo, sendo que o método é caracterizado por compreender: - fundir uma primeira peça de molde (210) e uma segunda peça de molde (212) de modo que, na posição fechada, a parte interna do molde constitua o formato externo do artigo e, na posição aberta, qualquer superfície do artigo sobre a qual ao menos um rótulo deve ser aplicado permaneça em uma única peça de molde; - colocar as peças de molde dentro de uma máquina de moldagem por sopro para abertura e fechamento do molde durante cada ciclo a uma frequência e largura pré-ajustadas da cavidade de molde; - colocar uma pré-forma dentro do molde durante a posição aberta do molde em cada ciclo, de modo que o ar possa ser soprado através da pré-forma durante a posição fechada do molde; - dispor a direção e a configuração dos mecanismos de travamento de rótulo (401a, 401b, 402a, 402b) dentro do magazine de rótulo (401, 402), de modo que o posicionamento relativo dos rótulos frontais de todos os respectivos aros dentro de um único magazine de rótulo corresponda ao posicionamento relativo desejado dessas superfícies dentro da respectiva peça de molde sobre a qual os rótulos devem ser aplicados; - dispor a direção e o posicionamento das superfícies de preensão das unidades de preensão (520, 522) de modo que o posicionamento relativo dos rótulos permaneça intacto durante a seleção do rótulo pelas unidades de preensão dos aros de rótulo dentro do magazine de rótulo; - montar as unidades de preensão nos canais (510, 512), sendo que os canais têm uma liberdade de movimento para frente e para trás ao longo do eixo geométrico de um magazine de rótulo (401, 402) até uma peça de molde (210, 212); - posicionar o canal no interior do magazine para selecionar um rótulo frontal de cada aba de rótulo no interior da unidade de magazine sobre a pluralidade de superfícies de preensão das unidades de preensão; - mover os canais para transportar as unidades de preensão com rótulos para dentro da abertura de molde e posicionar contra a superfície correspondente das peças de molde que devem ser rotuladas; - transferir os rótulos das unidades de preensão para a superfície interna das peças de molde; - mover os canais com unidades de preensão de volta para o magazine para a seleção de rótulos para o próximo ciclo; - fechar os moldes e soprar ar quente através da pré-forma; e - abrir os moldes para permitir que o recipiente formado com a rotulagem em molde se mova para fora do espaço de molde;

sendo que a largura total do deslocamento de todos os canais (510, 512) é menor que a largura da cavidade de molde de modo a permitir a entrada de todos os canais dentro do molde ao mesmo tempo; e sendo que a colocação dos rótulos, bem como a colocação da pré-forma dentro do molde, ocorrem simultaneamente em cada ciclo; e sendo que o eixo geométrico de movimento dos canais é selecionado de modo que os canais e os rótulos mantenham uma distância das pré-formas na linha de montagem, bem como no interior do molde, de modo a permitir a colocação simultânea de múltiplos rótulos e da pré-forma no interior do molde.

9. Método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a seção transversal do corpo do artigo ter formato poligonal.

10. Método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o recipiente ser feito de tereftalato de polietileno (PET).

11. Método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o espaço morto entre dois rótulos aplicados às superfícies adjacentes a 90°, um em relação ao outro, ser menor que 5 mm.

12. Método para rotulagem em molde de uma pluralidade de rótulos em um artigo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o eixo geométrico de movimento de cada canal (510, 512) ser em direção ao lado não soprado do recipiente e ser também horizontalmente descentralizado da abertura de molde.