ES2330024T3 - Abertura rompible para contenedor sellado. - Google Patents

Abstract

Un contendor formado a partir de un laminado (10) que tiene una capa de cartón (12) y una capa (18, 19) que sirve como una capa de barrera, o como una capa sellante, o como un material de barrera y capa sellante en las superficies opuestas de la capa de cartón, teniendo el contenedor un extremo superior (34) que comprende: un área estructuralmente debilitada (38) definida en asociación con una pared (22) del contenedor, caracterizado porque dicha área debilitada (38) está definida por a lo menos primero (42) y segundo (44) estampados alargados que intersectan entre sí, teniendo cada uno de dichos estampados (42, 44) una geometría en sección transversal curvada, permaneciendo intacta cada una de las capas de barrera y/o sellado del laminado (10) dentro de los estampados (42, 44), y definiendo un área debilitada para su rotura después de la aplicación de una fuerza de rotura de la naturaleza de una paja de bebida (26) solicitada contra dicha área debilitada en la posición de la intersección (46) de dichos primero (42) y segundo (44) estampados generalmente alargados.

Description

Abertura rompible para contenedor sellado.

Campo del invento

Este invento se refiere a un contenedor, un método y una pieza troquelada para formar el contenedor así como a un método y aparato para formar la pieza troquelada, el contenedor y pieza troquelada que comprende abertura rompible útil para ganar acceso al contenido del contenedor cerrado (sellado).

Origen del invento

Los comestibles líquidos se ofrecen comunmente al consumidor contenidos dentro de contenedores cerrados (sellados) formados por laminados que incluyen un substrato de cartón con por lo menos una o mas capas de barrera externas. Estas capas de barrera aíslan el cartón de acceso a la humedad que se origina interior o exteriormente del contenedor. En ocasiones la(s) capa(s) de barrera impiden o reducen además la transferencia de gas a través de la pared del contenedor. La capa externa, en ocasiones, puede comprender una capa de sellado térmico, que puede servir también de función de barrera.

El acceso al contenido del contenedor se ofrece comunmente insertando una paja de bebida común a través de una abertura definida en la pared del extremo superior del contenedor. Estas áreas han tomado hasta ahora muchas formas, tales como ranuras múltiples radiantes a partir de un punto central y extendidas parcial o totalmente a través de una pared del contenedor, perforaciones parciales a través de la pared del contenedor u otras técnicas. Mas comunmente estas áreas se definen utilizando cortes parcialmente a través del espesor de la pared del contenedor, con lo que se permite la rotura del área utilizando una paja de bebida común, por ejemplo, para así ganar acceso al interior del contenedor. Asimismo, el arte anterior incluye la técnica de proporcionar ranuras o cortes a través de la mayor parte o todo el espesor de la pared del contenedor, siendo estas ranuras o cortes sellados temporalmente con un parche, cubrición o aleta separable del contenedor.

Se aprecia que en la industria existen contenedores para comestibles tales como leche, por ejemplo, en donde el contenedor es de una geometría acopada con tapa. Sin embargo, en algunos de estos contenedores, la abertura para ganar acceso al contenido del contenedor está situada en el fondo del contenedor, o sea, en el extremo del contenedor opuesto a la tapa. En la presente descripción el término "pared superior" del contenedor ha de considerarse referida a la pared del contenedor a través e la cual se obtiene el acceso al contenido del contenedor utilizando una abertura como aquí se describe. Así pues, en la copa con tapa antes descrita la "pared superior" de este contenedor deberá incluir la pared de fondo actual de la copa.

Estas técnicas del arte anterior para debilitar la pared del contenedor para la inserción de una paja de bebida, por ejemplo, sufren de varios problemas. Obviamente no son permisibles cortes completos sin sellar a través del espesor de la pared del contenedor. El debilitamiento de un área de la pared del contenedor mediante corte parcial a través del espesor de la pared requiere un corte preciso de la pieza troquelada de la que se forma finalmente el contenedor. La producción comercial conocida utilizada para esta finalidad se ha encontrado ineficaz para producir estos cortes de espesor
parciales. Esta incapacidad se exacerba por variantes en el espesor del laminado que se corta, así como otros factores.

Se han llevado a cabo intentos en el arte anterior para producir áreas debilitadas en la pared del contenedor embutiendo un patrón en la pared del contenedor. En ciertos contenedores formados a partir de laminados de cartón y destinados a contener un líquido es permisible que una o mas, pero menos que todas, las capas del laminado se rompan en el curso de definir una abertura para ser utilizada para futuro acceso al contenido del contenedor. Esto es efectivo, por ejemplo, con contenedores para líquidos que tienen una corta vida de almacenamiento, tal como leche. Con contenedores para otros líquidos tales como jugo de naranja, es impermisible que el líquido en el contenedor sea accesible a fibras de substrato de cartón del laminado. Patrones de estampado conocidos y sus técnicas de producción se ha encontrado que rompen las capas externas de materiales de barrera o sellantes que se laminan a una o ambas de la superficies opuestas de un sustrato de cartón, exponiendo así las fibras absorbentes al cartón al empapado por el líquido del interior del contenedor, o a empapar líquido del exterior del contenedor, destruyendo uno de estos eventos la capacidad del laminado a contener los contenidos del contenedor dentro del contenedor, o permitiendo la punción inadvertida del área debilitada de la pared del contenedor. En casos mas severos resulta la fuga del contenido del contenedor, mientras que en cualquier caso puede comprometerse la pureza, sabor, etc. del contenido del contenedor. Si bien, como se ha indicado, la rotura de una o mas de las capas de barrera o sellado de un laminado de cartón para utilizarse para formar contenedores para líquidos, inpermisible en ciertos contenedores, esta rotura de capa no es permisible en otros contenedores para líquidos. Se ha encontrado que técnicas del arte anterior conocidas, incluyendo patrones de estampado, carecen de su capacidad para proporcionar de forma consistente un área debilitada en una pared de un contenedor para líquidos utilizando un laminado de cartón, en donde el área debilitada permanece intacta en la extensión necesaria para retener el contenido dentro del contenedor y/o proteger el contenido del contenedor frente a alternaciones indeseadas del contenido del contenedor, y todavía es fácilmente rompible por una paja de bebida común.

La US-A-5.054.684 describe un envase para un líquido, obtenido de un compuesto de cartón revestido, que tiene una abertura perforable para una paja, que tiene un patrón en forma de estrella de incisiones y un recorte en el centro de la estrella.

Sumario del invento

De conformidad con el presente invento se proporciona un contenedor de conformidad con la reivindicación 1 las reivindicaciones anexas. Un área rompible mejorada en la pared de un contenedor para ganar acceso selectivo al contenido del contenedor, incluyendo esta mejora un patrón de por lo menos primero y segundo estampados alargados, por ejemplo lineales, que se intersectan, tal como a aproximadamente sus puntos medios respectivos. Cada estampado es de geometría en sección transversal sustancialmente semi-circular, por ejemplo redondeada, con lo que el área inmediatamente adyacente a sus intersecciones es sustancialmente menos resistente a la rotura después de la aplicación de una fuerza rompiente de la naturaleza de una paja de beber solicitada contra la intersección de los estampados, que en aquellas áreas de los estampados dispuestas lateralmente hacia fuera de la intersección de los estampados.

El presente invento es particularmente útil para proporcionar acceso selectivo al contenido de un contenedor formado a partir de un sustrato de cartón que tiene una capa externa de barrera o de sellado del material polimérico unida a una o ambas de las superficies externas del cartón. En esta última modalidad el estampado se lleva a cabo sobre una pieza bruta con la que se forma el contenedor. De preferencia el estampado se proyecta hacia fuera de la superficie externa de la pared del contenedor acabado, pero el estampado puede llevarse a cabo desde cualquiera de las superficies externas de la pieza troquelada del contenedor, según se desee.

De conformidad con otro aspecto del invento se proporciona un método para formar un contenedor, de conformidad con la reivindicación 8 de las reivindicaciones anexas.

En el método del presente invento, se estampa de conformidad con el presente invento una pieza troquelada destinada a constituir un contenedor utilizando matrices coincidentes macho y hembra, disponiéndose la matriz macho, de preferencia, sobre la superficie de la pieza troquelada que finalmente será la pared interna del contenedor formado. Con la elección de la extensión del cierre entre las matrices macho y hembra, estando el cartón laminado dispuesto entre ambas, y el tamaño y geometría de la proyección sobre la matriz macho y la cavidad en la matriz hembra, el presente método proporciona de modo repetitivo estampado uniforme con rotura consistente de menos de todas las capas del cartón laminado o como se desee, sin rotura de alguna de las capas del laminado, o de una o mas capas del laminado a parte de por lo menos una capa que se designe para ser una barrera frente al ingreso o salida de gases o líquidos hacia dentro o hacia fuera del contenedor, o como una capa de sellado térmico útil en la formación del contenedor a partir de una pieza troquelada. El estampado resultante se rompe fácilmente utilizando una paja de bebida común.

De conformidad con un aspecto del invento se proporciona una pieza troquelada de conformidad con la reivindicación 11 de las reivindicaciones anexas. Una pieza troquelada comprende un sustrato que tiene una pluralidad de líneas debilitadas. El sustrato se configura parea doblarse a lo largo de la pluralidad de líneas debilitadas para formar una envolvente sellada. Se define un área estructuralmente debilitada sobre una porción del sustrato. El área estructuralmente debilitada comprende una pluralidad de estampados configurados para ser producidos por un par de insertos de matriz macho que actúan sobre laterales opuestos del sustrato. El área estructuralmente debilitada incluye un espesor que es sustancialmente menor que un espesor del sustrato. El área estructuralmente debilitada se configura para romperse con la aplicación de una fuerza para permitir el acceso a una zona interior de la envolvente sellada.

De conformidad con otro aspecto del invento se proporciona un contenedor de conformidad con la reivindicación 14 de las reivindicaciones adjuntas. Un contenedor comprende una pieza troquelada que tiene una capa de cartón que tiene superficies opuestas. La pieza troquelada se configura para doblarse integralmente para formar una envolvente sellada que tiene una pared superior, una pared de fondo y paredes laterales. Una pluralidad de capas de barrera y de sellado dispuestas en por lo menos una de las superficies opuestas de la capa de cartón. Se define un área estructuralmente debilitada sobre una porción de la pared superior. El área estructuralmente debilitada comprende una pluralidad de estampados configurados para ser producidos por un par de insertos de matriz macho. Cada uno de la pluralidad de estampados incluye un espesor que es sustancialmente inferior a un espesor del sustrato incluyendo la pluralidad de estampados además una geometría seleccionada de modo que la pluralidad de capas de barrera y sellado permanece funcionalmente intacta cuando se estampa el laminado. El área estructuralmente debilitada se configura para romperse con la aplicación de una fuerza contra el área estructuralmente debilitada en la posición de la pluralidad de estampados.

De conformidad con un aspecto ulterior del invento se proporciona un aparato formador de pieza troquelada de conformidad con la reivindicación 17 de las reivindicaciones adjuntas. Un aparato formador de piezas en bruto produce estampados sobre la porción de la pieza troquelada. El aparato comprende una pluralidad de cilindros de matriz y configurados para montarse longitudinalmente sobre el aparato formador de piezas en bruto. Una pluralidad de insertos de matriz que tienen una pluralidad de estampados se monta de forma liberable en la dirección longitudinal sobre la pluralidad de cilindros de matriz. La pluralidad de insertos de matriz se configura para cooperar entre sí para producir un área estructuralmente debilitada sobre la porción de la pieza troquelada que pasa entre estos.

De conformidad con toda vía otro aspecto del invento se proporciona un método para obtener una pieza troquelada, de conformidad con la reivindicación 19 de las reivindicaciones adjuntas. El método incluye las etapas de proporcionar un sustrato que tiene una pluralidad de líneas hendidas y producir un patrón de estampados sobre el sustrato utilizando un par de insertos de matriz macho. El patrón de estampados se define por una pluralidad de estampados de repujados de poca profundidad que intersectan entre sí.

El locus de intersección de la pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad define un área estructuralmente debilitada que tiene una menor resistencia a la rotura que el resto del patrón de los estampados.

Breve descripción de las figuras

Figura 1 es una vista en desarrollo de una modalidad de una pieza troquelada útil para la formación de un contenedor que tiene un área rompible definida en su pared superior de conformidad con el presente invento;

Figura 2 es una vista superior de una modalidad de un patrón de estampado del presente invento;

Figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2, de una porción de la pared superior de un contenedor y que incluye un patrón de estampado que incorpora varios aspectos del presente invento mas una representación de una paja de beber dispuesta para la rotura del estampado expuesto;

Figura 4 es una vista en alzado lateral de una porción de una pared de contenedor como se expone en la figura 3 y mostrando esquemáticamente la penetración de la pared por una paja de beber a través de abertura rompible en la pared utilizando varios aspectos del presente invento.

Figura 5 es una vista en perspectiva de un estampado en una pared de contenedor e incorporando varias características del presente invento;

La figura 6 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 7 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 8 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 9 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 10 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 11 es una representación de un patrón de estampado alternativo que incorpora varias de las características del presente invento;

La figura 12 es una vista en alzado lateral, en sección, de una matriz típica utilizada en la formación de un estampado del presente invento;

La figura 13 es una vista en sección transversal de una porción de un cartón laminado útil en el presente invento;

La figura 14 es una vista en sección transversal de una porción de otro cartón laminado útil en el presente invento; y

La figura 15 es una representación esquemática de una modalidad de aparato para estampar un laminado de conformidad con el presente invento.

La figura 16 es una vista en perspectiva de una segunda modalidad de un patrón de estampado del presente invento;

La figura 17 es una vista lateral del estampado expuesto en la figura 16;

La figura 18 muestra vistas laterales de un par de matrices macho enfrentadas;

La figura 19 es una vista en sección transversal de una porción de un sustrato útil en la segunda modalidad del presente invento; y

La figura 20 es una representación esquemática de la segunda modalidad del aparato para estampar una pieza troquelada de conformidad con el presente invento.

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Descripción detallada del invento

El presente invento se refiere a un contenedor particularmente útil para contener un comestible líquido que está destinado a ser accesible y extraíble desde el interior del contenedor a través de una pajita de bebida común que se utiliza también para romper un área debilitada relativamente pequeña en una pared (usualmente la pared superior) del contenedor y permitir así el paso de la paja en el interior del contenedor, todo como es bien conocido en el arte anterior y no precisa ser descrito con detalle.

Las figuras 3 y 4 muestran una porción 20 de la pared superior 22 de n contendor y la entrada del extremo 24 de una paja 26 en el interior del contenedor a través de un área debilitada 38 en la pared del contenedor, siendo rota el área debilitada utilizando el extremo de la paja.

En una modalidad del presente invento el laminado de cartón 10 (figuras 13 y 14) comprende un sustrato de cartón 12 que tiene un espesor de entre alrededor de 0,38 y alrededor de 0,43 mm (alrededor de 15 y alrededor de 17 mils) por ejemplo. En un laminado de cartón típico como se utiliza en la formación de contenedores para líquidos, por lo menos una, y comunmente ambas de las superficies opuestas 14, 16 del cartón tienen unida una capa de carrera 18, 19, comunmente de un material polimérico, tal como polietileno que puede servir también como una barrera contra la entrada en, o paso a través de, la pared del contenedor de gas(es) o liquido(s) y/o como un sellante en la formación de la pieza troquelada del contenedor. Esta barrera o capa sellante comunmente puede ser de alrededor de 25 \mum de espesor, por ejemplo. Si bien los laminados expuestos en las figuras 13 y 14 incluyen solo dos y tres capas, respectivamente, se reconocerá que el laminado puede incluir capas adicionales, según se desee o precise para una aplicación particular del laminado.

La figura 1 expone una pieza troquelada típica 30 utilizada en la formación de un contenedor con la parte superior a dos pendientes que incluye una modalidad de un patrón de estampado 28 definido en un panel 32 del extremo superior 34 de la pieza troquelada que finalmente resulta el extremo superior de un contenedor. La pieza troquelada expuesta incluye varias líneas de doblez 36, por ejemplo, formadas comunmente como líneas debilitadas en el espesor de la pieza troquelada.

Con referencia a las figuras 2-5, de conformidad con un aspecto del presente invento, una pared 22 de un contenedor para un comestible líquido, por ejemplo, se proporciona con un área estructuralmente debilitada 38 diseñada para romperse utilizando una paja de bebida común 26. En el presente invento está área debilitada tiene la forma de un estampado 40 definido en la pared del contenedor y que incluye por lo menos primera y segunda porciones 42 y 44 generalmente alargadas (por ejemplo lineales), que se intersectan 46, por ejemplo, en sus puntos medios aproximadamente. En el estampado expuesto y preferido, cada una de las porciones lineales del estampado es de sección transversal sustancialmente semi-circular como se aprecia en las figuras 3, 5, 13 y 14. Como consecuencia de su formación por estampado, cada una de las secciones lineales está debilitada hasta un primer grado y sujeta a rotura fácil. De importancia en el presente invento, con el uso de estas porciones 42, 44 del estampado de sección transversal semi-circular, lineales intersectantes, el presente inventor proporciona un área dentro de la intersección 46 de las porciones lineales que se debilita a un segundo grado que proporciona menor resistencia a la rotura que la resistencia a la rotura del resto de cada una de las porciones lineales del estampado. Así pues, el presente patrón de estampado proporciona un área dentro del patrón de estampado que se rompe fácilmente aplicando una fuerza contra esta utilizando el extremo de una paja de bebida común para proporcionar el inicio fácil y efectivo de una rotura de la intersección debilitada del estampado generalmente lineal. Una vez que se ha iniciado una rotura del área de inserción mas débil se requiere menos fuerza para extender la rotura lateralmente del área de intersección hacia aquellas regiones de las porciones lineales que emanan del área de intersección del patrón de estampado. El desplazamiento resultante de las porciones rotas 52, 54 del patrón de estampado después de haberse insertado una paja en el interior del contenedor se representa en la figura 4.

De conformidad con un aspecto del presente invento, el patrón de estampado se elige para incluir por lo menos primera y segunda porciones 42, 44 generalmente lineales que intersectan mutuamente, de preferencia bisectan, entre sí. La porción lineal 42, 44 gira de preferencia en el ángulo de 45º a la orientación de la fibra del sustrato de cartón. Esta orientación asegura que la fuerza de rotura actúa de modo uniforme sobre las fibras. Sin embargo, se anticipa, que pueden utilizarse mas de dos porciones lineales, pero no se requiere. De preferencia las porciones lineales son cada una de igual longitud, pero pueden utilizarse diferentes longitudes de porciones lineales, incluyendo, por ejemplo, longitudes alternas. En la modalidad expuesta en la figura 2, los extremos terminales 56, 58 de la primera posición lineal 42, y 60, 62 de la segunda porción lineal 44 se ahusan cada una hacia abajo y/o redondean, para disminuir la posibilidad de cualquier rotura del área debilitada que se extiende rebasando del termino de cada porción lineal. En una modalidad típica, la línea central 64 de cada porción lineal de un estampado intersecta, y de preferencia bisecta, la línea central 66 de cada otra porción lineal del patrón de estampado. En la modalidad de la figura 2 el termino de las dos porciones lineales se encuentran dentro de un circulo imaginario 68 que es concéntrico con el punto de intersección 46 de las porciones lineales. En cualquier caso el diámetro del circulo imaginario (figura 2) excede el diámetro de la paja que ha de utilizarse en la rotura del área debilitada, pero no excede este diámetro mínimo hasta una extensión que el líquido se fugue fácilmente del contendor cuando se inserta la paja en el interior del contenedor. En un contenedor típico el diámetro del circulo imaginario oscilará entre alrededor de 10 mm y alrededor de 15 mm de diámetro. Además, si bien se prefiere que cada extremo de las porciones lineales del estampado tengan la misma geometría, incluyendo el mismo ancho, se reconocerá que pueden emplearse combinaciones de porciones lineales de diferentes anchuras. Ejemplos de organizaciones de porciones lineales diferentes 78-88 de los estampados 70-79, respectivamente, se muestran en las figuras 5-11.

Como se aprecia en las figuras 32, 5, 13 y 14, cada porción lineal del estampado del presente invento es de una sección transversal semi-circular. En una modalidad típica utilizando un laminado de cartón de 0,41 mm de espesor, el ancho "W_{1}" de cada porción lineal se elige para que sea de alrededor de 1 mm. Asimismo, la altura "H_{1}" de cada porción lineal se elige para que sea de alrededor de 0,15 mm. En este ejemplo el área de la porción debilitada (intersección) del patrón de estampado es de alrededor de 1,3 mm^{2}. En esta modalidad la aplicación de una fuerza de rotura de alrededor de 0,65 m-kg (valor medio) al área debilitada, utilizando una paja de bebida de 4 mm de diámetro rompe fácilmente el estampado.

Con referencia a la figura 5 en particular se apreciará que la intersección 46 de las porciones lineales múltiples 42, 44 del patrón de estampado produce un área 38 dentro y de preferencia alrededor del centro del patrón, cuyo patrón es una combinación de los anchos de las porciones lineales individuales. Esta estructura define un tipo de puente débil 90 (véase las figuras 13 y 14) sobre la intersección que comprende laminado de cartón tensado pero integral. Los presentes inventores han encontrado que esta área ampliada y debilitada ofrece menos resistencia a la rotura que el resto de cada una de las porciones lineales del estampado. Así pues, cuando se fuerza el extremo de una paja de bebida común contra una área ensanchada 38 e esta índole, se produce la rotura inicial inmediata y efectiva del área ensanchada. Esta rotura se extiende fácilmente en sentido lateral a partir del área ampliada a lo largo de cada una de las porciones lineales para crear una abertura suficiente para la entrada del extremo de la paja totalmente en el interior del contenedor para la extracción del contenido del contenedor a través de la succión aplicada al extremo opuesto de la paja.

De importancia, en el presente invento, cada patrón de estampado se imparte a una pieza troquelada 30 antes del armado de la pieza troquelada para formar un contenedor. Para este fin el presente inventor ha encontrado que la formación del estampado deseado de sección transversal semi-circular se forma utilizando un juego de matriz macho y hembra. En las figuras 12 y 15 se muestra una vista en sección transversal de un juego de matrices apropiado 92. En este juego de matrices la matriz hembra 94 se proporciona con una cavidad 96 de sección transversal piramidal truncada que es apta para recibir una porción de la pieza troquelada de cartón laminado que se fuerza en la cavidad por una proyección coincidente 100 de sección transversal piramidal truncada de la matriz macho 102.

En una modalidad la altura h de la proyección es de alrededor del 60% superior a la profundidad de la cavidad de matriz hembra. Además el ancho de la base de la proyección de la matriz macho es alrededor del 75% mayor que el ancho de la boca de la cavidad de la matriz hembra.

En otra modalidad, la altura h, de la proyección es alrededor del 22% mas corta que la profundidad de la cavidad de la matriz hembra. Además, el ancho de la base de la proyección de la matriz macho es alrededor del 19% mas estrecha que el ancho de la boca de la cavidad de la matriz hembra. Estas relaciones dimensionales proporcionan presión distribuida sustancialmente de forma uniforme aplicada al laminado de cartón interpuesto entre las matrices macho y hembra, de aquí el desplazamiento uniforme del cartón laminado y formación de un patrón estampado cuyos componentes son cada uno de espesor uniforme. Además estas relaciones dimensionales, utilizando una cavidad de matriz hembra y una proyección de sección transversal piramidal truncada forman un estampado de sección transversal sustancialmente semi-circular. En una modalidad preferida cada estampado no se extiende, de preferencia, sobre el plano de una superficie externa (o interna según sea el caso) del cartón laminado por una distancia superior al espesor aproximado del cartón laminado. La altura final de la porción estampada del cartón laminado se elige por la limitación de la extensión de cierre del juego de matrices, una función se lleva a cabo fácilmente y que se ha encontrado que proporciona la uniformidad de desplazamiento del laminado de cartón fuera de su forma laminar y pasar al estampado. Las matrices macho y hembra se incorporan, o sea fácilmente se incorporan, en las máquinas formadoras de piezas de troquelado de contenedores existentes, y son relativamente económicas, por lo que su uso en el presente invento representa un costo añadido relativamente reducido para la producción de piezas troqueladas de contenedor. Mas importante, el uso matrices macho y hembra proporciona este control sobre la uniformidad de desplazamiento del laminado de cartón durante la formación del estampado que es necesario para la producción automatizada de piezas troqueladas de contenedor. Todavía además, con el empleo de matrices que definen estampados de sección transversal semi-circular se ha encontrado que se proporciona un beneficio no anticipado respecto a la capacidad de controlar de modo selectivo la extensión o grado de destrucción de la(s) capa(s) polimérica(s) externas del cartón laminado, de aquí la ausencia de degradación, contaminación, etc. de los contenidos de un contenedor con un área rompible de conformidad con el presente invento. Todavía además, esta integridad mantenida de las capas externas del cartón laminado impide que la fuga de líquido, ya sea desde el exterior o interior del contenedor, sea absorbida por fibras expuestas del propio cartón, y el fallo potencial resultante de la resistencia del contenedor, entre otras. Notablemente los presentes inventores han encontrado que estampando el laminado de cartón entre matrices macho y hembra con una cavidad de matriz hembra piramidal truncada y una proyección de matriz macho de geometría complementaria, se comprime el laminado entre ambos en forma que proporciona la geometría de sección transversal sustancialmente semi-circular deseada del embutido sin rotura de ninguna capa externa del laminado, o con rotura limitada de una o mas, pero no todas, las capas del laminado.

De conformidad con un aspecto del presente invento, con referencia al aparato esquemáticamente expuesto en la figura 15, se proporciona un método para la formación de un área rompible en la pared de una pieza troquelada con la que puede formarse un contenedor que comprende las etapas de disponer una porción de un cartón laminado 10, que tiene una capa esxterna de barrera o material sellante, sobre por lo menos una de sus superficies, como se expone en las figuras 13 y 14, entre matrices macho y hembra 94 y 102, respectivamente, que tienen características de proyección 100 y cavidad 96 respectivas aptas para definir un estampado de sección transversal sustancialmente semi-circular, y comprimir dichas matrices macho y hembra conjuntamente hasta la extensión que defina dicho estampado, pero que no destruya o dañe de otro modo la integridad de dicha capa externa de material de barrera u otras capas del laminado. En el aparato expuesto en la figura 15 las matrices macho y hembra se montan sobre la circunferencia externa de rodillos de compresión 104 y 106, respectivamente, proporcionando el estampado de piezas troqueladas sucesivas definidas sobre una hoja de cartón laminado que se alimenta de forma continua a través de los rodillos de presión.

En el método preferido el material laminado de l pared del contenedor se estampa desde el interior hacia fuera del contenedor. O sea, el estampado se proyecta desde la superficie exterior del contenedor, como opuesta al estampado que se proyecta hacia dentro del contenedor. Esta característica del invento proporciona la rotura mas limpia de la intersección debilitada del área rompible, seguido de una expansión uniforme de la rotura a lo largo de las porciones lineales individuales del estampado. Sin embargo, según se desee, el estampado puede formarse desde el exterior hacia dentro del contenedor.

Con referencia a las figuras 16-20 se muestra un par de insertos de matriz macho 110. El inserto de matriz macho 110 incluye una pluralidad de estampados 112. La pluralidad de stampados 112 incluye cuatro estampados de repujado de poca profundidad 114a, 114b, 114c y 114d que se intersectan entre sí. Cada estampado de repujado de poca profundidad 114a-d tiene una sección transversal sustancialmente semi-circular 126 como se expone en la figura 19.

La figura 17 muestra la vista lateral del inserto de matriz macho 110. Debe apreciarse que cada inserto de matriz macho 110 esta diseñado y fabricado de modo que aparece como dos superficies cilíndricas intersectantes 120 y 122. Este diseño especial asegura que cuando los dos insertos de matriz macho comprimen sobre la pieza troquelada, como se muestra en l figura 18, el substrato se debilita dentro de la pieza troquelada y la(s) capa(s) de polímero permane-
ce(n) intacta(s) durante el estampado.

La figura 19 ilustra la pieza troquelada 30 que tiene un área estructuralmente debilitada 38 con la segunda modalidad del presente invento. Como se muestra en la figura 20, cuando los dos insertos de matriz macho 110 cooperan, comprimen la pieza troquelada y producen dos hemisferios lisos 126 dentro de la pieza troquelada. El centro de estos hemisferios se considera que es el área mas debilitada 126 dentro de la pieza troquelada. El área mas debilitada 126 resulta de los dos insertos de matriz macho 110 al comprimir la pieza troquelada y tensar el sustrato mas allá de su tensión máxima permisible en una porción del laminado. Por ejemplo, la porción de cartón del laminado tiene un alargamiento a la rotura de alrededor de 2 a 3 por ciento, pero otras capas del laminado, por ejemplo, las capas de polietileno tienen un alargamiento a la rotura de 65 a 70 por ciento de modo que estas capas no se dañan. De este modo capas rompibles pueden establecerse dentro de la estructura del substrato.

La figura 20 ilustra un aparato formador de piezas troqueladas 128 para producir estampados sobre una porción de la pieza troquelada. El aparato comprende una pluralidad de cilindros de matriz 130 y 132 configurados para montarse longitudinalmente sobre el aparato formador de piezas troqueladas. Una pluralidad de insertos de matriz 110 que tienen una pluralidad de estampados se montan de modo liberable en la dirección longitudinal de la pluralidad de cilindros de matriz 130 y 132. La pluralidad de insertos de matriz 110 se empernan a través de orificios 134 y los orificios 35 son orificios de alineación. La pluralidad de insertos de matriz se configura para cooperar entre sí para producir un área estructuralmente debilitada sobre la porción de la pieza troquelada que pasa entre estos.

Se apreciará que el área estructuralmente debilitada 38 tiene un espesor que es sustancialmente inferior al espesor de la pieza troquelada. Por consiguiente, una fuerza de alrededor de 0,65 mKg (4,7 lbf) aplicada al área debilitada 38 romperá la pieza troquelada en el áreas mas debilitada.

De conformidad con la segunda modalidad del presente invento se proporciona un método para obtener la pieza troquelada como se representa en la figura 20. En operación el método comprende proporcionar un substrato que tiene una pluralidad de líneas hendidas. A continuación producir un patrón de estampados sobre el substrato utilizando un par de insertos de matriz macho. El patrón de estampados se define mediante una pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad que intersectan entre sí. El punto de intersección de la pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad define un área estructuralmente debilitada que tiene una resistencia menor a la rotura que el resto del patrón del estampado.

Si bien el presente invento se ha descrito utilizando valores y términos específicos se entenderá que un experto en el arte reconocerá alternativas o modificaciones aceptables del invento y se entenderá que el invento está limitado solo por las reivindicaciones que se adjuntan.

Claims (19)

1. Un contendor formado a partir de un laminado (10) que tiene una capa de cartón (12) y una capa (18, 19) que sirve como una capa de barrera, o como una capa sellante, o como un material de barrera y capa sellante en las superficies opuestas de la capa de cartón, teniendo el contenedor un extremo superior (34) que comprende:

un área estructuralmente debilitada (38) definida en asociación con una pared (22) del contenedor, caracterizado porque dicha área debilitada (38) está definida por a lo menos primero (42) y segundo (44) estampados alargados que intersectan entre sí, teniendo cada uno de dichos estampados (42, 44) una geometría en sección transversal curvada, permaneciendo intacta cada una de las capas de barrera y/o sellado del laminado (10) dentro de los estampados (42, 44), y definiendo un área debilitada para su rotura después de la aplicación de una fuerza de rotura de la naturaleza de una paja de bebida (26) solicitada contra dicha área debilitada en la posición de la intersección (46) de dichos primero (42) y segundo (44) estampados generalmente alargados.

2. En contendor de la reivindicación 1, en donde dicha geometría en sección transversal de cada uno de dichos primer (42) y segundo (44) estampados intersectantes es constante en geometría sobre su área de sección transversal.

3. El contenedor de la reivindicación 2, en donde dicha intersección (46) de dicho primer (42) y segundo (44) estampados intersectantes define un área de resistencia debilitada para la rotura de dicho laminado (10) en dicha intersección que es menor que la resistencia a la rotura de cualquiera de dicho primer y segundo estampados en posiciones lateralmente desplazadas de dicha intersección respectiva.

4. El contenedor de la reivindicación 1, en donde cada uno de dichos estampados (42, 44) se proyecta hacia fuera de dicho contenedor y rebasa el plano de una superficie externa de dicho laminado (10).

5. El contenedor de la reivindicación 1, en donde cada uno de dichos estampados (42, 44) se proyecta rebasando el plano de una superficie externa de dicho laminado (10) según una distancia no superior al espesor de la pared del contenedor.

6. El contenedor de la reivindicación 1, en donde cada laminado (10) incluye una capa de polietileno (18, 19) en cada una de las superficies opuestas de dicho laminado; y en donde dichos estampados (42, 44) no destruyen la continuidad de dichas capas de polietileno sobre dicho laminado (10).

7. El contenedor de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dichos estampados (42, 44) son sustancialmente lineales.

8. Un método para formar un contenedor, de conformidad con las reivindicaciones 1 a 7, formándose el contenedor a partir de un laminado de cartón (10) y que tiene una pared superior (22), comprendiendo el método las etapas de:

formar un área estructuralmente debilitada (38) en una pared del contenedor; caracterizado porque dicha área estructuralmente debilitada comprende un patrón (40) de estampados en una pared superior (22) del contendor incluyendo dicho patrón por lo menos primero (42) y segundo (44) estampados alargados que intersectan (46) entre sí en por lo menos una vez a lo largo de sus longitudes respectivas; porque cada una de las capas del laminado permanece intacto dentro del estampado; porque cada uno de los estampados alargados (42, 44) tienen una geometría en sección transversal semi-circular curva y porque el punto de intersección (46) de dichos estampados define un área estructuralmente debilitada que tiene una resistencia menor a la rotura que el resto de dicho estampado alargado
(42, 46).

9. El método de la reivindicación 8, que comprende además la etapa de posicionar dichos estampados (42, 44) como proyecciones desde una superficie externa (22) del laminado (10) que define el interior del contendor.

10. El método de la reivindicación 8, en donde dichos estampados (42, 44) se proyectan desde una superficie externa del laminado (10) una distancia no superior al espesor de la pared superior del contenedor.

11. Una pieza estampada que comprende:

un substrato (12) que tiene una pluralidad de líneas hendidas (36), estando configurado el substrato para doblarse a lo largo de la pluralidad de líneas hendidas para formar una envolvente sellada; definiéndose una área estructuralmente debilitada (38) sobre una porción (22) del substrato, caracterizada porque el área estructuralmente debilitada (38) comprende una pluralidad de estampados (42, 44) configurados para ser producidos por un inserto de matriz macho (102) y un inserto de matriz hembra (94) en superficies opuestas del substrato (12) permaneciendo cada una de las capas del substrato intactas dentro de los estampados, incluyendo el área estructuralmente debilitada (38) un espesor que es inferior a un espesor del substrato (10) y en donde el área estructuralmente debilitada (38) se configura para romperse con la aplicación de una fuerza para permitir el acceso a una región interior de la envolvente sellada.

12. La pieza estampada de la reivindicación 11, en donde el substrato (12) comprende además una superficie interna y una superficie externa, una capa interna (18) de un polímero recubierto sobre la superficie interna del substrato (12), una capa externa (19) de un polímero recubierto sobre la superficie externa del substrato, en donde las capas interna y externa se configuran para resistir una fuerza igual de 0,65 m-kg (4,7 lbf) aplicada al área de debilitamiento estructural de la pluralidad de estampados (42, 44).

13. La pieza estampada de la reivindicación 12, en donde el substrato (12) comprende además una capa de superficie interna de polímero recubierto sobre la superficie interna del substrato (12) y en donde el substrato se configura para resistir una fuerza de 0,65 m-kg (lbf) aplicada al área de debilitamiento estructural.

14. Un contenedor que comprende:

una pieza troquelada (30) que tiene una capa de cartón (12), incluyendo la capa de cartón superficies opuestas, estando configurada la pieza troquelada para doblarse integralmente para formar una envolvente sellada que tiene una pared superior (22), una pared de fondo, y paredes laterales; una pluralidad de capas de barrera y de sellado (18, 19) dispuestas en por lo menos una de las superficies opuestas de la capa de cartón (12) para formar un laminado (10); definiéndose un área estructuralmente debilitada (38) sobre una porción de la pared superior (22), caracterizado por comprende el área estructuralmente debilitada (38) una pluralidad de estampados (42, 44) configurados para ser producidos por un par de insertos de matriz macho (102) sobre superficies opuestas de la pieza troquelada (30), incluyendo cada uno de la pluralidad de estampados (42 44) un espesor que es inferior a un espesor del laminado (10), incluyendo además la pluralidad de estampados (42, 44) una geometría seleccionada de modo que la pluralidad de las capas de barrera y sellado (18, 19) permanece funcionalmente intacta cuando el laminado (10) se estampa y en donde el área estructuralmente debilitada (38) se configura para romperse con la aplicación de una fuerza contra el área estructuralmente debilitada (38) en la posición (46) de la pluralidad de estampados.

15. El contendor de la reivindicación 14, en donde la geometría seleccionada incluye una pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad (42, 44) que intersectan (46) entre sí y en donde cada repujado de poca profundidad tiene una sección transversal semi-circular.

16. El contendor de la reivindicación 15, en donde la los estampados (42, 44) se proyectan hacia dentro del laminado (10) y en el plano de la capa de carbón (12).

17. Un aparato formador de pieza troqueladas para producir estampados (42, 44) sobre una porción (22) de una pieza troquelada (30) de conformidad con el método definido en la reivindicación 8, caracterizado porque el aparato comprende:

una pluralidad de cilindros de matriz (104, 106) configurados para montarse sobre el aparato formador de piezas estampadas con sus ejes paralelos; y una pluralidad de insertos de matriz (94, 102, 110) que tienen una pluralidad de estampados (100, 112, 114), estando cada inserto de matriz (94, 102, 110) montados de forma separable sobre un cilindro de matriz respectivo (104, 106) y alineados longitudinalmente con dichos ejes, en donde la pluralidad de insertos de matriz (94, 102, 110) se configura para cooperar entre sí para producir un área estructuralmente debilitada (38) sobre la porción (22) de la pieza troquelada (30) que pasa entre estos; permaneciendo intacta cada una de las capas de la pieza troquelada (30) dentro del área estructuralmente debilitada.

18. El aparato formador de piezas troqueladas de la reivindicación 17, en donde la pluralidad de insertos de matriz (94, 102, 110) incluye un par de insertos de matriz macho (110), incluyendo cada inserto de matriz macho una configuración superficial que tiene cuatro repujados de poca profundidad (114) que intersectan entre sí.

19. Un método para obtener una pieza troquelada (30), cuyo método comprende:

proporcionar un substrato (12) que tiene una pluralidad de líneas hendidas (36); y caracterizado por producir un patrón (40) de estampados (42, 44) sobre el substrato utilizando un par de insertos de matriz macho (110), definiéndose el patrón de estampados (42 44) por una pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad (114) que intersectan entre sí, definiendo el punto de intersección de la pluralidad de estampados de repujado de poca profundidad (114) un área estructuralmente debilitada con una menor resistencia a la rotura que el resto del patrón (40) de los estampados; quedando intacta cada una de las capas de la pieza troquelada (30) dentro del área estructuralmente debilitada.