ES2337634T3 - Contenedores de papel para envasado y procedimiento de fabricacion de los mismos. - Google Patents

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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN MATERIAL DE PAPEL PARA CONFORMAR ENVASES DE EMBALAJE TRIDIMENSIONALES FLEXIBLES, CARACTERIZADO PORQUE CONSISTE EN UNA LAMINA DE PAPEL FLEXIBLE (4) A LA CUAL SE HA AÑADIDO AL MENOS UN AGENTE IMPERMEABILIZANTE.

Description

Contenedores de papel para envasado y procedimiento de fabricación de los mismos.
La presente invención se refiere a la utilización de un material de papel para conformar contenedores de envasado blandos tridimensionales para productos en forma sólida, líquida, solidificable, granular o en polvo, a un procedimiento para la conformación de dichos contenedores de envasado y a un contenedor obtenido mediante dicho procedimiento.
Son conocidos procedimientos para envasar productos líquidos, líquidos solidificables, granulares o en polvo en cantidades medidas para el consumo.
En uno de estos procedimientos, se deforman térmicamente unas semi-envueltas de material de plástico sustancialmente rígido, por ejemplo polipropileno y se unen entre sí a lo largo de sus bordes para formar una cavidad, que puede llenarse entonces mediante una máquina de llenado tradicional. Si el producto ha de utilizarse en el estado sólido, líquido, granular o en polvo, el envase obtenido de esta manera está listo para la comercialización después de su cierre hermético. Sin embargo, si el producto debe utilizarse en el estado sólido (por ejemplo, un helado), después de la operación de llenado el contenedor lleno de producto sólido o líquido y cerrado a continuación herméticamente se refrigera y conserva en condiciones refrigeradas hasta su consumo.
Independientemente de la naturaleza del material envasado, estos contenedores conocidos presentan la ventaja de que pueden conformarse prácticamente en cualquier forma, pero también presentan determinados inconvenientes, y en particular:
-
un coste considerable, con respecto al coste del material de plástico utilizado,
-
prácticamente ninguna característica ecológica, dada la naturaleza no biodegradable del plástico utilizado,
-
un peso determinado, con los consiguientes costes de transporte,
-
una exigencia de espacio después de la utilización, en que el contenedor no puede reducirse sustancialmente en volumen tras su utilización en comparación con el contenedor lleno.
También es conocido el envasado de productos generalmente líquidos utilizando un elemento tubular continuo de cartón, revestido de polietileno o bipolietileno, que se llena en partes separadas por soldaduras transversales, realizándose a continuación cortes transversales por dichas soldaduras. El envase obtenido es generalmente en forma tetraédrica, de paralelepípedo o cilíndrica, según la manera en que se realicen las soldaduras transversales y según las operaciones de plegado a las que pueda someterse el envase después de su separación del elemento tubular continuo.
Este procedimiento conocido acelera considerablemente las operaciones de envasado pero presenta determinadas limitaciones por lo que se refiere a las formas que pueden obtenerse, la necesidad de espacio del contenedor de envasado después de su utilización, y al coste.
El documento CH-A-48603 describe un compuesto que comprende una capa de papel deformable, una capa de aluminio y o una capa de politeno.
El documento US-A-4048361 describe un compuesto de materiales, que presentan resistencia a la penetración de gas, que incluye una capa de papel y una capa de material sintético.
El documento US-A-4026458 describe un contenedor de cartón en el que la profundidad de la forma se obtiene mediante una pluralidad de pliegues plisados.
El documento US-A-5022554 describe productos para la vajilla realizados mediante papel unido con plástico metalizado.
El documento US-A-2624 245 da a conocer un papel modificado que es extensible y puede comprender un revestimiento repelente al agua.
Un objetivo de la presente invención consiste en utilizar un material de papel para conformar contenedores de envasado blandos, de prácticamente cualquier forma para productos sólidos, granulares, en polvo, líquidos o solidificables, que sea de bajo coste.
Otro objetivo de la invención consiste en utilizar un material de papel para contenedores de envasado muy ligeros que incida de forma mínima en los costes de envasado y transporte.
Otro objetivo de la invención consiste en utilizar un material de papel que permita que los contenedores se reduzcan a un volumen mínimo después de su utilización.
Otro objetivo de la invención consiste en proporcionar un contenedor que sea biodegradable.
Otro objetivo de la invención consiste en proporcionar un procedimiento que permita utilizar equipos de envasado tradicionales disponibles comercialmente.
Estos y otros objetivos se alcanzan según la invención mediante la utilización de un material de papel tal como se describe en la reivindicación 1.
Según la invención, también se proporciona un procedimiento tal como se reivindica en la reivindicación 13.
A continuación, se describen en detalle unas formas de realización preferidas de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una sección ampliada que muestra una parte de material de papel según la invención;
la figura 2 es una representación esquemática de una forma de realización del procedimiento según la invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva del molde abierto de la figura 2, en una escala mayor;
la figura 4 es una sección vertical a través de un molde cerrado durante la etapa que precede a la introducción del fluido a presión;
la figura 5 muestra la misma vista que la figura 4 en la etapa que sigue a la introducción del líquido a presión;
la figura 6 es una vista en perspectiva de un contenedor de envasado extraído del molde y en espera de su llenado;
la figura 7 es una sección transversal esquemática a través de un molde abierto utilizado para aplicar otra forma de realización del procedimiento;
la figura 8 muestra otra forma de realización del molde de la figura 7;
la figura 9 muestra un contenedor de envasado extraído del molde y en espera de su llenado; y
la figura 10 muestra una forma de realización distinta de una parte de material de papel.
Tal como puede apreciarse a partir de las figuras, el material de papel 2 según la invención consiste en una lámina de papel deformable 4 en la cual se añade durante la etapa de preparación un aditivo adecuado para alimentos u otro aditivo químico de características impermeabilizantes, repelentes al agua y antigrasa. Este aditivo puede ser ventajosamente un compuesto fluorado, colofonia, formaldehído, dióxido de titanio, una mezcla de polímeros, ceras, parafinas o sustancias que presenten la propiedad de reducir o anular el grado de porosidad del papel
deformable.
En otros casos el aditivo químico no se añade durante la etapa de preparación sino que se pulveriza sobre el papel deformable ya preparado por procedimientos tradicionales. El papel 4 presenta un grado de capacidad de deformación tal que permite ser estirado de manera permanente en dirección transversal y longitudinal por lo menos un 10% y preferentemente un 20%, y presenta una resistencia final a la tracción no menor de 4000 m para asegurar que pueda obtenerse la configuración deseada final sin rasgarse.
El material de papel se prepara preferentemente mediante procedimientos tradicionales que no forman parte de la invención y no se describen más a fondo. En la forma de realización representada en la figura 2, el material de papel se enrolla sobre una bobina 8 y se pliega longitudinalmente de manera que los dos bordes se enfrentan entre sí.
En la forma de realización representada en las figuras 2-4, el procedimiento de la invención también comprende la utilización de un molde formado a partir de dos mitades de molde 10 que pueden desplazarse una con respecto a la otra, comprendiendo cada una de ellas una cavidad 12 delimitada por un reborde 14 que comprende una interrupción 16. Las cavidades 12 de las mitades de molde 10, los rebordes 14 que las delimitan y las interrupciones 16 en los rebordes 14 se adaptan perfectamente cuando las dos mitades de molde 10 entran a entrar en mutuo
contacto.
En los dibujos, las dos mitades de molde 10 se representan con una impresión única para la simplicidad, mientras que en la práctica es preferible utilizar moldes para varias impresiones para acelerar las operaciones de envasado.
La cavidad 12 de cada mitad de molde 10 se extiende hacia fuera en forma de un conducto 18 que se abre en la interrupción 16 dispuesta en el reborde 14 que limita la cavidad 12, y que se adapta con el conducto adyacente en la otra mitad de molde 10.
En esta forma de realización, el procedimiento de la invención es el siguiente: el material de papel se trata en primer lugar con un adhesivo preferentemente exfoliable, que puede ablandarse térmicamente, aplicado como un contorno que se corresponde con el contorno de la forma deseada. Una vez que la lámina 2 se ha plegado longitudinalmente en dos partes y que ha sido dispuesta plegada de esta manera entre las dos mitades de molde 10, se hace que éstos últimos se aproximen entre sí para retenerla entre los mismos (véase la figura 4). Los dos bordes enfrentados 14 se presionan juntos y el adhesivo se ablanda, con la consiguiente unión entre sí de las dos partes de la lámina incluida entre los mismos, con la excepción evidente de la interrupción 16.
Una vez que se ha realizado esta unión, se alimenta aire comprimido por el conducto 18 para estirar las dos láminas de material de papel entre los bordes 14, de manera que se adhieren a la superficie de la respectiva cavidad 12 (véase la figura 5).
Al término de esta etapa de soplado, las dos mitades de molde 10 se separan para permitir la retirada de un contenedor de envasado de papel impermeabilizado 20 que presenta la configuración que corresponde a las cavidades de las mitades de molde 10, siendo dicha configuración permanente debido a la deformación permanente a la que se ha sometido el material de papel (véase la figura 6).
Dicho contenedor puede alimentarse a continuación para su llenado, realizado preferentemente mediante máquinas automáticas, seguido por el cierre de la interrupción 16, por la cual el se alimentó el producto que debía envasarse, que puede ser en forma líquida, de pasta, granular o de polvo.
Según la naturaleza de este producto, el contenedor de envasado 20, una vez cerrado, puede someterse a un tratamiento adicional o transferirse al almacenamiento. Por ejemplo, si el producto debe utilizarse en el estado líquido (champú, detergente, leche agua, etc.), granular o en polvo, puede almacenarse directamente. Si el producto se ha calentado temporalmente para ser transformado al estado líquido, aunque sea sólido a temperatura ambiente (chocolate, queso o jabón), es suficiente esperar que su enfriamiento adopte la forma del contenedor 20, y mantenga esta forma incluso una vez que se haya retirado este último en el momento de su consumo. Sin embargo, si el producto es un líquido para preparar un helado o un sorbete, después del llenado debe congelarse, lo cual puede realizarse justo antes de su consumo.
En resumen, independientemente del producto que vaya a envasarse, esta primera forma de realización del procedimiento de la invención se basa en el principio de la utilización del aditivo impermeabilizante, repelente al agua y antigrasa no sólo para su fin tradicional de impermeabilizar el papel deformable contra el producto durante el llenado y durante su almacenamiento, sino también para impermeabilizar el papel contra el aire y, por tanto, hacer posible una operación de conformación con papel que nunca había podido realizarse en el pasado sin utilizar pliegues. Otro objetivo consiste en formar una barrera necesaria para que el producto permanezca en el contenedor de envasado. Teniendo en cuenta que la impermeabilización al aire ayuda a la conformación del envase mientras que la impermeabilización al contenido del envase colabora en la conservación de dicho contenido, en algunos casos en que el producto que debe conservarse no es líquido sino, por ejemplo, sólido, granular o polvo, es suficiente que el material añadido como aditivo al papel presente sus características impermeabilizantes al aire únicamente durante un período limitado, necesario para la realización del envase.
En una segunda forma de realización del procedimiento según la invención, una vez que los rebordes del material del papel se han unido entre sí, no se alimenta aire sino el producto líquido real que debe envasarse por el conducto 18 bajo presión, para estirar el papel deformable hasta que se adhiera a las paredes de la mitad de molde 10. De nuevo, en este caso, el tratamiento al que se somete el papel puede depender de la naturaleza del producto que debe envasarse, pero en todos los casos la invención proporciona la conformación del contenedor de envasado dentro del molde mediante la acción del producto real que debe envasarse. Si este producto es solidificable, es decir, si es un sólido a temperatura ambiente y se ha calentado previamente para facilitar el llenado, o si es un líquido a temperatura ambiente pero ha de refrigerarse después del llenado, la invención implica que la acción mutua entre el producto líquido fuerza al material de papel a adoptar la forma determinada por el molde dentro del cual se aloja, mientras que durante la solidificación es el propio contenedor, que ha sido previamente conformado por el líquido, el que forma el molde para el líquido durante su solidificación.
En las dos formas de realización del procedimiento de la presente invención, y en particular para el envasado de productos líquidos solidificadles comestibles, la etapa de llenado puede estar precedida por la introducción en el molde de una varilla tradicional 21, por ejemplo de madera o plástico, que cuando el producto se ha solidificado permanece incrustada en el mismo para formar una parte esencial del los productos envasados que se sostienen con la mano durante su consumo.
En una tercera forma de realización del procedimiento de la invención, el material de papel 2 se hace que se enfrente a la cavidad 22 del molde 24 y se aprieta en el mismo a lo largo del borde continuo de dicha cavidad. El molde se dispone a continuación bajo vacío por medio de unos canales de aspiración adecuados 26 dispuestos en el mismo para hacer que dicho material se estire tangencialmente hasta que se adhiera a la superficie de dicha cavidad. Para conseguir un mayor efecto de estiramiento se hace que un punzón complementario 28 se enfrente a la cavidad, para contribuir mecánicamente en el estirado del papel durante la aspiración. Este efecto mecánico se combina preferentemente con un efecto neumático, para cuyo fin el punzón 28 está provisto de una pluralidad de canales 30, por los cuales el material de papel 2 puede exponerse a un chorro de aire posiblemente caliente. El contenedor tipo bandeja 32 obtenido de esta manera puede llenarse a continuación con el producto que debe envasarse, y cerrarse a continuación mediante el cierre con una película transparente 34 o aplicando una bandeja invertida complementaria con los bordes de ambas bandejas previamente revestidas con un adhesivo tradicional.
En cualquier caso, independientemente de la forma de realización utilizada, la utilización de material de papel según la invención y el procedimiento para la conformación de los contenedores de envasado deseados del mismo presentan unas considerables ventajas, y en particular:
-
permiten obtener contenedores de envasado prácticamente sin ningún límite en su forma,
-
permiten utilizar equipos de conformación y llenado tradicionales disponibles comercialmente,
-
permiten conformar contenedores de envasado de bajo coste ligeros que pueden reducirse a un volumen mínimo después de su utilización y que son biodegradables.
En otra forma de realización representada en la figura 10, se aplica una película de impermeabilización 5 de capacidad de deformación y resistencia compatibles con las del material de papel a una superficie del material de papel.
Esta película impermeabilizante es preferentemente una película de material de plástico obtenida a partir de polietileno u otro material termoplástico, o una aleación de aluminio. En virtud de la presencia de la película impermeabilizante, el material de papel obtenido de esta manera presenta la ventaja adicional de permitir realizar la unión entre las dos láminas mediante procedimientos de soldadura térmica tradicionales.
En otra forma de realización, para obtener una estructura más robusta se utilizan dos láminas de material de papel, unidas entre sí mediante una extrusión de polietileno o de un adhesivo tradicional.

Claims (27)

1. Utilización de un material de papel extensible para conformar contenedores de envasado tridimensionales, caracterizada porque el material extensible consiste en una lámina de papel deformable que presenta un grado de capacidad de deformación no inferior al 10% en cualquier dirección, a la cual se ha añadido por lo menos un agente impermeabilizante, que presenta la propiedad de reducir el grado de porosidad de dicha lámina de papel extensible con el fin de obtener dicho contenedor debido al estirado producido por dicho aire comprimido.
2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico presenta características repelentes al agua.
3. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico presenta características antigrasa.
4. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico es ceras y/o parafinas.
5. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico es colofonia, una mezcla de polímeros o formaldehído.
6. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico es un compuesto fluorado.
7. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el aditivo químico es dióxido de titanio.
8. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque una de sus superficies está cubierta con una película de material impermeabilizante.
9. Utilización según la reivindicación 4, caracterizada porque el material consiste en dos láminas de papel deformables unidas entre sí mediante una extrusión de polietileno o de un adhesivo tradicional.
10. Utilización según la reivindicación 5, caracterizada porque la película impermeabilizante consiste en un material que puede conformarse térmicamente y soldarse térmicamente.
11. Utilización según la reivindicación 5, caracterizada porque la película impermeabilizante es de polietileno.
12. Utilización según la reivindicación 5, caracterizada porque la película impermeabilizante es de aleación de aluminio.
13. Procedimiento para conformar contenedores de envasado utilizando material de papel según una o varias de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se hace que una lámina (2) de material de papel se enfrente a la cavidad de por lo menos un molde y se apriete al mismo a lo largo del borde continuo que limita dicha cavidad, tras lo cual se hace que dicha lámina de material de papel se estire tangencialmente hasta que se adhiera a la superficie interior de dicha cavidad para obtener una bandeja cóncava que presente la forma de dicha cavidad, que debe alimentarse a un posterior llenado y cierre.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la lámina de material de papel se estira mediante un vacío creado entre el mismo y la pared interior de dicha cavidad.
15. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el material de papel se estira forzando mecánicamente la lámina en la cavidad mediante un punzón que presenta una forma sustancialmente complementaria a la de dicha cavidad.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque el efecto mecánico se complementa por medio de un efecto neumático mediante la alimentación de un chorro de aire comprimido sobre la lámina de material de papel a través de dicho punzón.
17. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque se utiliza aire comprimido caliente.
18. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque después de su llenado, la bandeja cóncava se sella con una película de material aplicada a la misma a lo largo de su borde.
19. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque después de su llenado, se cierra la bandeja cóncava por medio de otra, que se dispone invertida sobre la primera y encolada a la misma a lo largo de sus bordes de contacto.
20. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque
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se trata la superficie del material de papel con un adhesivo que se ablanda por calor aplicado en un motivo que corresponde al contorno de la forma del contenedor,
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se disponen dos láminas de material de papel (2) una sobre la otra,
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se someten las dos láminas (2) al ablandado del adhesivo a lo largo de una línea perimetral (14) del motivo predeterminado, que comprende por lo menos una interrupción (16), para producir el ablandado del adhesivo y unir posteriormente las dos láminas entre sí,
-
se alimenta un fluido bajo presión a través de dicha interrupción (16) en el espacio intermedio limitado por dichas laminas (2) mantenidas entre dos mitades de molde (10) cerradas que forman entre sí una cavidad (12) limitada por dicha línea perimétrica (14), para producir de este modo el estirado de dichas láminas (2), que se adhieren a las paredes de dichas cavidades (12),
-
se llena el volumen limitado por dichas láminas (2) con el producto que debe envasarse, y
-
se cierra la línea perimétrica en correspondencia con dicha interrupción (16).
21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque las dos láminas (2) que deben acoplarse juntas se obtienen mediante el doblado longitudinal de una banda de papel continua (8).
22. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque las dos láminas (2) se unen entre sí a lo largo de dicha línea perimetral mediante soldadura térmica.
23. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque las dos láminas (2) se unen entre sí a lo largo de dicha línea perimétrica mediante soldadura ultrasónica.
24. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque dichas dos láminas (2) se unen entre sí mientras se retienen entre dichas mitades demolde (10).
25. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado porque el fluido es el producto real que debe envasarse.
26. Contenedor de envasado obtenido mediante el procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 13 a 25, caracterizado porque consiste en por los menos una bandeja cóncava en cuyo borde, después del llenado, se aplica una película de cierre.
27. Contenedor de envasado obtenido mediante el procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 13 a 25, caracterizado porque consiste en dos bandejas cóncavas unidas entre sí a lo largo de sus bordes adyacentes.
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