ES2745013T3 - Bandeja de papel de embutición profunda, método y aparato para fabricarla y envase de producto en forma de bandeja - Google Patents

Abstract

Un método de fabricación de una bandeja de cartón (4) por embutición profunda, comprendiendo el método las etapas de colocar una pieza en bruto de cartulina o cartón (1) con un peso de 120 a 500 g/m2 entre unas herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3; 10, 11; 12, 13), y mover las herramientas de moldeo la una en relación con la otra para formar un fondo de bandeja (4a) y expandir hacia arriba unas paredes laterales que rodean el fondo, en donde mediante la mediante la multiplicación del escalón de pared lateral que se forma en una sola o una pluralidad de etapas de trabajo, las paredes laterales de la bandeja se moldean para tener un perfil concéntricamente escalonado (4b, 4c, 4d) alrededor del fondo de bandeja, caracterizado por que cada uno de los escalones de pared lateral (4b , 4c, 4d) está dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo con el fin de obtener unas paredes laterales sin arrugas para la bandeja (4).

Description

DESCRIPCIÓN

Bandeja de papel de embutición profunda, método y aparato para fabricarla y envase de producto en forma de bandeja

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una bandeja de papel de embutición profunda, especialmente a una bandeja poco profunda fabricada de cartulina o cartón, un método y un aparato para fabricar una bandeja de este tipo mediante técnicas de embutición profunda, y un envase de producto cerrado que comprende la bandeja de la invención, especialmente un envase de alimentos estanco a gases y líquidos termosellado.

Descripción de la técnica relacionada

Las bandejas de envasado se usan en gran medida para los envases de alimentos frescos o preparados. La bandeja puede fabricarse de cartulina o cartón termosellable recubierto de polímero y cerrarse con una película de polímero termosellada o una tapa de cartón recubierto de polímero. La vida útil de los alimentos frescos es muy corta, y a menudo se requiere un sellado hermético y a prueba de fugas. Algunos alimentos también requieren una bandeja de envasado bastante rígida.

Se sabe cómo convertir piezas en bruto de cartón planas en recipientes y bandejas para su uso en envases para alimentos etc. Los mayores problemas en un proceso de este tipo son el desgarro del sustrato durante la embutición y la superficie desigual del reborde o pestaña periférica superior de la bandeja debida al arrugamiento del cartón a medida que se forma la bandeja. Tales arrugas se producen especialmente en las esquinas de las bandejas de forma generalmente rectangular, pero también a lo largo de las paredes laterales y la pestaña periférica de las bandejas circulares y ovaladas. Las arrugas son una desventaja en el sellado estanco al líquido y al aire del envase de producto, propenso a provocar fugas entre la pestaña de bandeja y el reborde de la tapa sellada a la misma. Un ejemplo de bandejas y tapas de cubierta selladas de la técnica anterior se encuentra en el documento GB 2123 786 A. La presión de un material de cartón recubierto de poliéster sobre un recipiente en forma de bandeja ha producido corrugaciones (arrugas) que se extienden desde las paredes laterales de esquina hasta la pestaña de reborde de la bandeja. Una cubierta de película que sigue a tales irregularidades en la superficie de pestaña se ha termosellado en la pestaña de reborde para proporcionar un envase a prueba de fugas.

El documento US 4.026.458 muestra un recipiente rectangular sometido a una embutición profunda a partir de una pieza en bruto de cartón recubierta de polímero, arrugada para tener pliegues plisados en las paredes laterales de esquina y la pestaña de reborde del recipiente. Las herramientas de moldeo para embutición profunda incluyen un mandril superior y un molde inferior, que pueden moverse el uno en relación con el otro para embutir la pieza en bruto en el molde, para adoptar la forma del recipiente. El cierre del recipiente no se trata en el documento US 4.026.458, pero, evidentemente, un polímero, o una tapa recubierta con polímero, podría termosellarse en la pestaña de reborde para obtener un envase sellado.

El documento EP 1 115 572 B1 se enfrenta con el problema de fugas potenciales en los envases sellados que comprenden un recipiente de papel con líneas de plegado (arrugas) en las esquinas y una tapa termosellada en el borde anular (pestaña) del recipiente. La referencia sugiere el uso de una capa de recubrimiento de un espesor mínimo capaz de suavizar cualquier irregularidad en las esquinas y, de este modo, evitar fugas a través de las arrugas. Sin embargo, faltan enseñanzas más detalladas de los materiales de recubrimiento y los espesores de capa a partir de la referencia.

El documento JP 2000211043 A representa un enfoque bastante diferente mediante la descripción de una bandeja de papel moldeada a presión, de la que se dice que apenas tiene ninguna arruga derivada de la operación de moldeo. La solución es el uso de una lámina de cartón corrugado como una pieza en bruto para formar la bandeja. Sin embargo, esta técnica no sirve de nada cuando las bandejas y los envases sellados están fabricados de cartulinas y cartones comunes, como los requeridos para los envases de alimentos habituales.

El documento EP 156000 A2 también desvela un perfil de pared lateral escalonado de una bandeja de cartón. Sin embargo, el método produce una bandeja con arrugas formadas en las esquinas de la bandeja a lo largo de toda la altura de la esquina.

Objetos y sumario de la invención

Un objetivo de la invención es resolver el problema de las fugas en las esquinas y/o pestañas de reborde de un envase de bandeja sellado por medio de la presentación de un concepto y una técnica novedosos para formar la bandeja de papel de embutición profunda. Los diferentes aspectos de la invención, todos dependientes del concepto inventivo común, son un método para formar la bandeja, un aparato o herramientas para formar la bandeja, la bandeja resultante del proceso y un envase en forma de bandeja que comprende la bandeja de acuerdo con la invención, así como una tapa termosellada para cerrar el envase.

De acuerdo con el primer aspecto de la invención, el problema se resuelve mediante un método de fabricación de una bandeja de papel por embutición profunda, comprendiendo el método las etapas de (a) colocar una pieza en bruto de cartulina o cartón con un peso de 120 a 500 g/m2 entre las herramientas de moldeo superior e inferior, (b) mover las herramientas de moldeo la una en relación con la otra, para formar un fondo de bandeja y al menos un escalón de paredes laterales que se expanden hacia arriba rodeando el fondo, y (c) mediante la multiplicación del escalón de pared lateral que se forma en una sola o una pluralidad de etapas de trabajo, moldear las paredes laterales de la bandeja para que tengan un perfil concéntricamente escalonado alrededor del fondo de bandeja, estando cada uno de los escalones de pared lateral dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo con el fin de obtener paredes laterales sin arrugas para la bandeja.

En esencia, el concepto de la invención es evitar la aparición de las arrugas que habitualmente se extienden por toda la altura de las paredes laterales de bandeja, como ha ocurrido en la técnica anterior debido a la incapacidad del cartón para adaptarse a la fuerte deformación, especialmente en las esquinas de la bandeja, sin doblarse formando arrugas. La solución, en cierto modo, es cortar la línea de deformación ascendente que de otro modo produciría las arrugas en piezas lo suficientemente cortas como para permitir que el cartón se adapte a la fuerza de flexión sin arrugarse. La longitud de tales piezas, o la altura de los escalones en las paredes laterales de bandeja para las cartulinas o cartones usados en la invención, será de 6 mm como máximo. Los escalones que forman los cortes en dichas líneas de deformación podrían ser aproximadamente de al menos una anchura similar, para nivelar las tensiones producidas en el material antes de que se repita la deformación en el siguiente escalón con sus tensiones renovadas.

Aspectos y realizaciones adicionales de la invención

De acuerdo con una realización preferida de la invención, al menos una de las herramientas de moldeo superior e inferior comprende una pluralidad de marcos concéntricos, que pueden moverse los unos en relación con los otros. Los marcos se llevan a una configuración escalonada para formar los escalones de las paredes laterales de bandeja uno a uno.

En la técnica anterior la operación de embutición profunda que convierte la pieza en bruto plana en una bandeja terminada se ha realizado en una sola etapa. La realización de la invención mencionada anteriormente constituye una ruptura importante de esta práctica al realizar la embutición profunda como una serie de etapas de moldeo consecutivas.

En caso de que solo una de las herramientas de moldeo tenga la estructura de marcos movibles concéntricos, la herramienta en el lado opuesto de la pieza en bruto, o la bandeja que se forma, podría ser una pieza de trabajo rígida que tenga una configuración escalonada correspondiente a las paredes laterales de la bandeja terminada. Preferentemente, la pieza de trabajo rígida sería entonces la herramienta de moldeo superior, presionando la pieza en bruto contra la misma paso a paso desde abajo mediante la herramienta de moldeo inferior. Sin embargo, ambas herramientas de moldeo superior e inferior podrían comprender una pluralidad de marcos concéntricos que pueden moverse los unos en relación con los otros, y, en este caso, los marcos móviles correspondientes de las herramientas de moldeo superior e inferior se moverían conjuntamente, para formar las paredes laterales escalonadas de la bandeja.

En el moldeo por etapas de la bandeja, como se ha expuesto anteriormente, los escalones concéntricos de las paredes laterales de bandeja se moldean, preferentemente, partiendo del escalón más interno y, a continuación, se avanza gradualmente hacia el escalón más externo al lado del reborde periférico de la bandeja.

Sin embargo, la invención incluye incluso una realización en la que ambas herramientas de moldeo superior e inferior son piezas de trabajo escalonadas rígidas. En este caso, la bandeja se conforma en una sola etapa de embutición profunda.

Además, junto a piezas en bruto individuales cortadas al tamaño de la bandeja, las piezas en bruto pueden proporcionarse por una banda continua de cartulina o cartón, que se alimenta entre las herramientas de moldeo superior e inferior, y cortarse en bandejas terminadas individuales después de la operación de moldeo.

Un enfoque alternativo para moldear la bandeja en una sola estación de trabajo por medio de un solo par de herramientas de moldeo superior e inferior es el uso de un primer conjunto de herramientas de moldeo que se desplazan a lo largo de una pista y un segundo conjunto de herramientas de moldeo montadas en una serie de estaciones de trabajo al lado de dicha pista, comprendiendo el método las etapas de (a) suministrar una pieza en bruto de material de banda de cartulina o cartón entre una herramienta de moldeo del primer conjunto y una herramienta de moldeo del segundo conjunto en una primera estación de trabajo, (b) mover dichas herramientas de moldeo en la primera estación de trabajo la una en relación con la otra, para formar un fondo de bandeja y al menos un escalón de las paredes laterales que se expanden hacia arriba rodeando el fondo, (c) retraer dichas herramientas de moldeo, (d) hacer avanzar la herramienta de moldeo de dicho primer conjunto, junto con la pieza en bruto que se está moldeando, a una segunda estación de trabajo y alinear dicha herramienta con una herramienta de trabajo de dicho segundo conjunto, (e) mover las herramientas de moldeo alineadas en la segunda estación de trabajo la una en relación con la otra, para formar al menos un escalón más de paredes laterales que se expanden hacia arriba de la bandeja y retraer dichas herramientas de moldeo, (f) repetir opcionalmente las etapas (d) y (e) en una o más estaciones de trabajo adicionales, para obtener una bandeja con una pluralidad de escalones concéntricos (4b, 4c, 4d) en las paredes laterales de bandeja que rodean el fondo de bandeja, (g) liberar las bandejas terminadas en una estación de recogida de bandejas, y (h) devolver dicha herramienta de moldeo de dicho primer conjunto a la primera estación de trabajo.

Preferentemente, el primer conjunto de herramientas de moldeo que se desplazan a lo largo de la pista tiene la función de las herramientas de moldeo superiores, conformando la parte superior de las bandejas terminadas, y el segundo conjunto en las estaciones de trabajo estacionarias tiene la función de las herramientas de moldeo inferiores, conformando la parte inferior de las bandejas terminadas, pero también es totalmente posible tener estos roles invertidos.

El primer conjunto de herramientas de moldeo puede transportarse por un portaherramientas rotatorio y el segundo conjunto de herramientas de moldeo puede montarse en las estaciones de trabajo a lo largo de la periferia del portaherramientas. A continuación, los escalones concéntricos de las paredes laterales de bandeja se forman uno a uno en las estaciones de trabajo consecutivas a lo largo de la periferia del portaherramientas. Sin embargo, la pista del primer conjunto de herramientas de moldeo no necesita ser circular, sino que, por ejemplo, las estaciones de trabajo también pueden estar dispuestas linealmente. En un proceso continuo, hay tantas bandejas avanzando en las diferentes etapas del proceso de moldeo como estaciones de trabajo en la secuencia. La cartulina o cartón pueden suministrarse como una banda continua y cortarse en piezas en bruto en la primera estación de trabajo. Otra modificación más del proceso de la invención consiste en disponer una serie de herramientas de moldeo superior e inferior emparejadas, que pueden ser estacionarias, y tener las piezas en bruto o una banda continua de cartulina o cartón para desplazarse a través de dicha serie, moldeando cada par de herramientas uno de los escalones concéntricos de las paredes laterales de la bandeja que se está formando.

La cartulina o cartón usado en la invención tiene un peso de 120 a 500 g/m2, preferentemente de 170 a 350 g/m2. Para obtener una bandeja sin arrugas, los escalones concéntricos en las paredes laterales de bandeja se dimensionarán lo suficientemente bajo como para garantizar la deformación sin arrugas como se ha expuesto anteriormente. Para dichas cartulinas y cartones, la altura de cada escalón será de 6 mm como máximo.

El segundo aspecto de la invención es un aparato para embutir profundamente una bandeja de cartulina o cartón a partir de una pieza en bruto de cartón, diseñado para cumplir con el concepto de la invención como se ha expuesto anteriormente. Para el enfoque de un solo par de herramientas de moldeo superior e inferior en una única estación de trabajo, el aparato comprende unas herramientas de moldeo superior e inferior, que pueden moverse la una en relación con la otra y están adaptadas para conformar la pieza en bruto desde sus lados opuestos. Esencialmente, ambas herramientas de moldeo superior e inferior comprenden un área central y una pluralidad de zonas concéntricas alrededor del área central en una configuración escalonada. El área central es para formar el fondo de bandeja, y las zonas escalonadas a su alrededor confieren un perfil correspondientemente escalonado a las paredes laterales de la bandeja que se está formando.

En una realización de la invención, al menos una de dichas herramientas de moldeo superior e inferior, y preferentemente ambas, comprenden una pieza central y una pluralidad de marcos concéntricos, que pueden moverse en relación con la pieza central y el uno en relación con el otro, recibiendo la pieza central la parte inferior de la pieza en bruto y la bandeja que se está formando, y llevándose los marcos a una configuración escalonada para formar los escalones de las paredes laterales de la bandeja uno a uno.

Con respecto a las herramientas de moldeo para las bandejas de papel, en el documento JP 2001096646 A se ha mostrado un aparato de la técnica anterior que comprende elementos de moldeo paralelos que pueden moverse el uno en relación con el otro. Sin embargo, los elementos no son marcos concéntricos, y están dispuestos para conformar el fondo de la bandeja, no las paredes laterales como en la presente invención. La figura 1 de la referencia revela que la bandeja rectangular todavía tiene las arrugas habituales en las esquinas. El problema de las arrugas o su solución tal como se concibe por los presentes inventores no se analiza ni se sugiere en el documento JP 2001096646 A.

También es posible que ambas herramientas de moldeo superior e inferior sean piezas de trabajo escalonadas rígidas que conforman la bandeja en una sola etapa de embutición profunda. Al combinar las estructuras alternativas, el aparato de acuerdo con la invención comprendería una pieza de trabajo escalonada rígida como herramienta de moldeo superior y una disposición de una pieza central y una pluralidad de marcos movibles circundantes como herramienta de moldeo inferior.

Para el enfoque de una pluralidad de estaciones de trabajo consecutivas, el aparato de acuerdo con la invención comprende un primer conjunto de herramientas de moldeo que se desplazan a lo largo de la pista y un segundo conjunto de herramientas de moldeo montadas en una serie de estaciones de trabajo al lado de la pista, transportando las herramientas de dicho primer conjunto las piezas en bruto de cartulina o cartón que se moldean a través de las estaciones de trabajo y liberándose las bandejas terminadas de la pista en una estación de recogida de bandejas, pudiendo las herramientas de moldeo respectivas de los conjuntos primero y segundo en cada estación de trabajo moverse la una en relación con la otra y estando adaptadas para conformar la pieza en bruto desde sus lados opuestos, formando un fondo y unos escalones concéntricos en las paredes laterales de la bandeja, uno a uno, en las estaciones de trabajo consecutivas. El aparato puede comprender un portaherramientas rotatorio con un primer conjunto de herramientas de moldeo dispuestas circunferencialmente, y un segundo conjunto de herramientas de moldeo montadas en una serie de estaciones de trabajo a lo largo de la periferia del portaherramientas. El movimiento de las herramientas que funcionan conjuntamente en cada estación de trabajo es preferentemente radial en relación con el eje del portaherramientas, pudiendo las herramientas opuestas al portaherramientas retraerse con el fin de liberar la pieza en bruto para desplazarse a la siguiente estación de trabajo. Preferentemente, las herramientas de moldeo en el perímetro del portaherramientas también sirven para transportar la pieza en bruto hacia delante entre las estaciones de trabajo.

El tercer aspecto de la invención es una bandeja de cartulina o cartón en la que el cartón tiene un peso de 120 a 500 g/m2 y que puede fabricarse mediante el uso del método y/o las herramientas de trabajo de acuerdo con la invención. La bandeja comprende un fondo y unas paredes laterales que se expanden hacia arriba alrededor del fondo, y, de manera característica para la invención, las paredes laterales de la bandeja se conforman para expandirse a través de una pluralidad de escalones circunferenciales, que están dimensionados para tener una altura de 6 mm como máximo, para que las paredes laterales de la bandeja no tengan arrugas.

Habitualmente, el papel usado para la bandeja es cartulina o cartón recubierto con polímero. El cartón tiene un peso de 120 a 500 g/m2, más preferentemente de 170 a 350 g/m2. La altura de cada escalón de las paredes laterales es de 6 mm como máximo, preferentemente en el intervalo de 3 a 6 mm, y más preferentemente en el intervalo de 3 a 4 mm.

Independientemente del material de cartón para la bandeja, los escalones se dimensionan lo suficientemente bajo para obtener paredes laterales sin arrugas para la bandeja. Para obtener un envase de bandeja estanco a líquidos y gases, es especialmente importante que se eviten las arrugas en la pestaña periférica que forma el escalón más externo en la pared lateral de bandeja.

La bandeja de cartón de acuerdo con la invención puede tener una forma rectangular, circular u ovalada. En cada caso, se evitan los problemas de arrugas y fugas que afectan a las bandejas y envases de la técnica anterior.

El cuarto aspecto de la invención es un envase de producto que comprende una bandeja de cartulina o cartón de acuerdo con el tercer aspecto que se ha descrito anteriormente. La característica del envase es que el cartón tiene un peso de 120 a 500 g/m2, que la bandeja comprende un fondo, expandiéndose las paredes laterales hacia arriba alrededor del fondo, y una pestaña periférica plana, que las paredes laterales de la bandeja están conformadas para expandirse a través de una pluralidad de escalones circunferenciales de una altura de 6 mm como máximo, y que una tapa se termosella de manera estanca a líquidos y gases en la pestaña de la bandeja.

La bandeja, así como la tapa termosellada, pueden fabricarse de cartulina o cartón recubierto con polímero. Como alternativa, la tapa puede ser una cubierta de película de polímero termosellada. Dentro de la invención, las realizaciones específicas de la bandeja que se han descrito anteriormente constituyen, de manera similar, realizaciones específicas del envase de producto, tal como las bandejas que se emplean en el mismo.

La configuración escalonada de las paredes laterales de bandeja establece un límite práctico a la inclinación de las paredes laterales. Por esta razón, las bandejas de acuerdo con la invención son más adecuadas para envases de bandeja relativamente planos o poco profundos, que pueden usarse como envases de consumo de alimentos preparados, queso en lonchas y productos cárnicos, verduras, chocolates, etc., que corresponden a la forma o naturaleza del producto envasado, o cuando es deseable una buena visibilidad del producto a través de una cubierta de plástico transparente.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1 a 4 son una representación esquemática que muestra las etapas consecutivas de un proceso para embutir profundamente una bandeja de cartón entre las herramientas de moldeo superior e inferior; más específicamente,

la figura 1 muestra una pieza en bruto de cartón colocada entre las herramientas de moldeo al comienzo del proceso,

la figura 2 muestra el moldeo de un primer escalón en las paredes laterales de la bandeja que se está formando, la figura 3 muestra el moldeo de un segundo escalón en las paredes laterales de la bandeja que se está formando,

la figura 4 muestra el moldeo de un tercer escalón, el escalón más externo, en las paredes laterales de la bandeja que se está formando,

la figura 5 muestra una bandeja terminada producida de acuerdo con las figuras 1 a 4, vista desde arriba, la figura 6 muestra la bandeja en sección transversal a lo largo de la línea VI-VI de la figura 5,

la figura 7 muestra un envase de producto sellado que comprende la bandeja de las figuras 5 y 6, parcialmente abierto y con los productos parcialmente visibles,

la figura 8 muestra un proceso de moldeo alternativo para la fabricación de bandejas de cartón de acuerdo con la invención, y

la figura 9 muestra una modificación del proceso de la figura 8.

Descripción de las realizaciones mostradas en los dibujos

En el proceso de embutición profunda de acuerdo con las figuras 1 a 4 una pieza en bruto rectangular plana 1 de cartón recubierto de polímero se convierte en una bandeja rectangular relativamente poco profunda 4 entre un par de herramientas de moldeo 2, 3. La figura 1 muestra la posición inicial, estando la pieza en bruto 1 colocada entre una herramienta de moldeo superior 2 y una herramienta de moldeo inferior 3. La herramienta de moldeo superior 2 tiene una pieza central rectangular 2a, que está rodeada por una serie de marcos rectangulares concéntricos 2b, 2c, 2d, pudiendo la pieza central y los marcos moverse en relación con la herramienta de moldeo inferior 3 y los unos en relación con los otros. La pieza central 2a está orientada hacia el fondo 4a de la bandeja que se está formando. Los marcos 2b, 2c y 2d están orientados hacia tres escalones concéntricos 4b, 4c y 4d de las paredes laterales de la bandeja que se está formando, el marco más interno 2b está orientado hacia el escalón más interno 4b, el marco intermedio 2c está orientado hacia el escalón intermedio 4c, y el marco más externo 2d está orientado hacia el escalón más externo 4d. En oposición a las partes de la herramienta de moldeo superior 2, en el reverso de la bandeja que se está formando, la herramienta de moldeo inferior 3 comprende las partes correspondientes 3a-3d, es decir, un área central rectangular 3a rodeada por una serie de marcos rectangulares concéntricos 3b, 3c y 3d. El área central 3a forma parte del marco más interno o zona 3b, rebajada en relación con el mismo, mientras que los marcos intermedio y más externo 3c, 3d son partes separadas que pueden moverse en relación con la parte central 3a, 3b y el uno en relación con el otro. Por lo tanto, opuesta a la pieza central 2a de la herramienta superior hay un área central 3a de la herramienta inferior, opuesto al marco más interno 2b de la herramienta superior hay un marco más interno o zona 3b de la herramienta inferior, opuesto al marco intermedio 2c de la herramienta superior hay un marco intermedio 3c de la herramienta inferior, y opuesto al marco más externo 2d de la herramienta superior hay un marco más externo 3d de la herramienta inferior.

En la posición inicial del proceso de embutición profunda que se muestra en la figura 1, las partes de las herramientas de moldeo superior e inferior 2, 3 están colocadas a nivel en ambos lados de la pieza en bruto 1. Como primera etapa, la pieza central 2a de la herramienta superior se embute hacia abajo hasta un ajuste perfecto con el área central rebajada 3a de la herramienta inferior, como se muestra en la figura 2. El fondo 4a y el escalón más interno 4b que rodea el fondo se forman de este modo a partir de la pieza en bruto 1. En la siguiente etapa, la parte más interna 3a, 3b de la herramienta inferior y la pieza central 2a y el marco más interno 2b que rodea la pieza central de la herramienta superior se embuten hacia abajo para entrar en la posición mostrada en la figura 3, formándose de este modo el escalón intermedio 4c de la siguiente bandeja a partir de la pieza en bruto. La última etapa, como se representa en la figura 4, comprende el movimiento descendente de todas las partes de las herramientas 2, 3, excepto los marcos más externos respectivos 3d y 4d, para formar el escalón más externo 4d de la bandeja, constituyendo este escalón más externo una pestaña de reborde plana 4d de la bandeja terminada 4. A continuación, las herramientas de moldeo superior e inferior 2, 3 se separan mediante un movimiento inverso suficiente la una en relación con la otra, para permitir que se retire la bandeja terminada 4.

En lugar de la pieza central integrada 3a, 3b de la herramienta de moldeo inferior, la zona 3b que rodea el área central 3a podría ser un marco movible separado similar a los marcos movibles intermedio y externo 3c y 3d, o el marco más interno 2b de la herramienta de moldeo superior. En este caso, las herramientas de moldeo superior e inferior serían idénticas y estarían a nivel en la posición inicial del proceso. El primer golpe descendente de la pieza central 2a de la herramienta superior iría acompañado de un movimiento descendente correspondiente de la pieza central 3a de la herramienta inferior, alcanzando una posición rebajada correspondiente a la de la figura 2.

En lugar de las herramientas de moldeo 2, 3 que consisten en las partes movibles 2a-2d, 3b-3d, las herramientas de moldeo superior e inferior pueden diseñarse como piezas individuales, correspondiendo sus configuraciones generales respectivas a las posiciones de la parte de herramienta de la figura 4. Tales herramientas rígidamente construidas permiten que la bandeja se forme en una sola etapa de embutición profunda.

Además, las piezas en bruto individuales 1 que se muestran en la figura 1, cortadas al tamaño de la bandeja, pueden reemplazarse por el uso de una banda continua de cartón, que se alimenta entre las herramientas de moldeo superior e inferior 2, 3, y cortarse en bandejas individuales 4 en primer lugar después de la operación de moldeo.

La bandeja terminada 4 se muestra desde arriba y en alzado lateral en sección transversal en las figuras 5 y 6, respectivamente. El material preferido para la bandeja es cartulina o cartón de un peso de 170 a 350 g/m2, con un recubrimiento de polímero termosellable como poliolefina o poliéster al menos en la parte superior (interior) que entra en contacto con un producto. Preferentemente, hay un recubrimiento de polímero en ambos lados de la bandeja.

La altura de los escalones 4b, 4c, 4d es de 6 mm como máximo, más preferentemente en el intervalo de 2 a 6 mm. Pueden formarse escalones tan bajos como estos deformando el cartón en los dobleces sin arrugarlo en las esquinas de la bandeja rectangular, como ha sucedido en las bandejas de papel de la técnica anterior formadas en una sola etapa de embutición profunda. Las bandejas con una forma general redondeada, circular u ovalada, también pueden moldearse sin arrugas en las paredes laterales escalonadas y la pestaña de reborde más externa. Por lo tanto, se logra una pestaña de reborde sin arrugas perfectamente plana para bandejas de papel rectangulares y redondeadas, lo que permite el sellado estanco a líquidos y gases de una tapa en la pestaña sin los problemas de fugas anteriores, o el uso excesivo de polímero de recubrimiento para evitar fugas.

De acuerdo con la invención, en general, el número de los escalones 4b, 4c.... en las paredes laterales de la bandeja es de al menos dos, mientras que no hay límite superior. Como se muestra en las figuras, tres escalones son adecuados para bandejas poco profundas, útiles para envases de fiambres. Al aumentar el número de escalones, aumenta en consecuencia la profundidad de la bandeja. La altura y la anchura de los escalones puede variar, y no es necesario que sean las mismas para cada escalón. El escalón más externo 4d que forma la pestaña de reborde puede ser más ancho que los escalones internos, para proporcionar el sellado térmico seguro de una tapa de cubierta. Como se ha indicado, la forma general de la bandeja puede ser rectangular como en las figuras 5 y 6, con esquinas ligeramente redondeadas que pueden ser deseables para ayudar a evitar las arrugas, o puede ser circular u ovalada. Incluso son posibles formas asimétricas o irregulares, y puede hacerse más de un rebaje en forma de bandeja en un solo elemento de cartón de acuerdo con las enseñanzas de la invención, mediante el uso de las mismas o diferentes herramientas de moldeo, simultáneamente o en secuencia.

La bandeja 4 de acuerdo con las figuras 5 y 6 es especialmente adecuada para su uso en envases de productos sellados 5, tal como el mostrado en la figura 7. Una tapa 6 de película de polímero transparente se ha termosellado en la pestaña de reborde recubierta de polímero 4d de la bandeja, para formar un envase estanco a líquidos y gases 5. La figura 7 muestra el envase parcialmente abierto, despegando la tapa desde una lengüeta en la esquina, para acceder al producto, habitualmente fiambres, tales como embutido o queso en lonchas 7 en este caso.

Debido a que los escalones en las paredes laterales de bandeja son bajos, la forma general de las bandejas será poco profunda, adecuada para el envasado de alimentos preparados, tales como queso en lonchas, embutidos (jamón en lonchas y otros productos de charcutería), pescado, verduras, dulces, etc. La bandeja es útil incluso para envases de consumo de productos que no son alimentos. En lugar de una película, puede usarse un cartón recubierto de polímero similar al de la bandeja para una tapa sellable. En particular, las cubiertas de película de polímero no necesitan ser planas, sino que pueden ser convexas o adaptarse a la forma del producto, aumentando de este modo el volumen del envase terminado.

En la figura 8 se muestra una técnica alternativa para formar bandejas 4 de acuerdo con la invención, en la que una banda continua 8 de cartón se corta en piezas en bruto, que se desplazan a través de una secuencia de estaciones de trabajo y se moldean en bandejas escalón a escalón en estas estaciones. De acuerdo con la figura 8, el aparato comprende un portaherramientas rotatorio 9 con unas herramientas de moldeo radialmente movibles 10 a lo largo de su perímetro, dependiendo su número del número de etapas de trabajo en el proceso. La construcción y el funcionamiento de cada herramienta de moldeo 10 en el portaherramientas 9 corresponden a los descritos para la herramienta de moldeo superior 2 en relación con las figuras 1 a 4. Una serie de placas de molde rígidas 11 montadas en árboles radialmente retráctiles 12 en contraposiciones respectivas están dispuestas a lo largo de la periferia del portaherramientas rotatorio 9. En las estaciones de trabajo consecutivas se forman uno a uno los escalones concéntricos 4b, 4c, 4d de las paredes laterales de la bandeja 4, desde el escalón más interno al escalón más externo, mientras que la pieza en bruto transportada por el portaherramientas 9 se desplaza a través de estas estaciones.

En la primera estación de trabajo, una de las herramientas de moldeo 10 del portaherramientas 9 funciona junto con una placa de molde periféricamente localizada 11 que tiene un rebaje 11a y un marco circundante 11b, diseñada para formar el fondo 4a y el escalón más interno 4b que rodea el fondo de la bandeja que se está formando. El marco 11b está provisto de un borde cortante que separa una pieza en bruto de la banda 8, para convertirse en una bandeja en el proceso de moldeo. La herramienta 10, con sus partes niveladas, y la placa de molde 11 se ponen en contacto con la pieza en bruto 8 en ambos lados, y la pieza central móvil 10a de la herramienta se embute en un ajuste perfecto con el rebaje 11a de la placa de molde, para definir el fondo de bandeja 4a y formar el escalón más interno 4b de la pared lateral de bandeja, mientras que la pieza en bruto se mantiene de otro modo en su lugar por los marcos 10b, 10c, 10d y 11b de la herramienta 10 y la placa 11. Funcionalmente, la primera etapa de trabajo corresponde a la etapa descrita y mostrada en la figura 2. Después del golpe de la pieza central de herramienta 10a, la placa de molde 11 se retrae, como se muestra en la figura 8, para permitir que el portaherramientas con la ayuda de unos medios de aspiración (no mostrados) transporte la pieza en bruto con el fondo de bandeja recién formado a la segunda estación de trabajo.

Mientras tanto, en la segunda estación de trabajo se forma un segundo escalón 4c de la pared lateral de la siguiente bandeja, en general, de la manera descrita y mostrada en relación con la figura 3. Una herramienta de moldeo 10, que ya ha realizado la primera etapa de moldeo en la primera posición y transportado la pieza en bruto a esta segunda estación, contacta con la pieza en bruto desde la parte superior de la bandeja y una placa de molde rígida 11' que tiene un rebaje 11'a con un escalón circunferencial 11'b, se pone en contacto con la pieza en bruto 8 desde la parte inferior, y la pieza central 10a junto con el marco más interno 10b de la herramienta de moldeo 10 se embute en un ajuste perfecto con la placa de molde 11', mientras que un marco externo 11'c de la placa de molde y los marcos externos 10c, 10d mantienen la pieza en bruto en su lugar. A continuación, la placa de molde 11' se retrae como se muestra en la figura 8, y la pieza en bruto transportada por el portaherramientas 9 continuará hasta la tercera estación de trabajo.

En la tercera estación de trabajo una herramienta de moldeo 10 y una placa de molde retráctil 11'' se diseñan y operan para formar un tercer escalón 4d de la pared lateral de bandeja de una manera semejante. La placa de molde 11'' que tiene un rebaje 11a con dos escalones circunferenciales 11b, 11''c se pone en contacto con la parte inferior de la pieza en bruto, y la pieza central 10a junto con los marcos más interno e intermedio 10b, 10c de la herramienta de moldeo 10 se embuten en un ajuste perfecto con la placa de molde 11', mientras que un marco externo 11d de la placa de molde 11'' y el marco más externo 10d de la herramienta de moldeo 10 mantienen la pieza en bruto en su lugar. La placa de molde 11'' se retrae como se muestra en la figura 8, y la bandeja ya moldeada 4 se libera del portaherramientas 9 y se apila en una estación de recogida de bandejas final. La herramienta de moldeo 10 liberada de la bandeja se retrae a la posición nivelada y vuelve a la primera estación de trabajo para repetir el ciclo de trabajo.

La figura 9 muestra una modificación del proceso de la figura 8, en la que, por lo general, las posiciones de la herramienta de moldeo y el molde se han invertido, transportando el portaherramientas 9 las piezas de molde rígidas 12 en su perímetro, y estando las herramientas de moldeo radialmente móviles 13 dispuestas en estaciones de trabajo consecutivas a lo largo de la periferia del portaherramientas rotatorio. Además, en lugar de cortar la banda de cartón 8 en piezas en bruto en la primera estación de trabajo, las bandejas ya moldeadas 4 se muestran separadas de la banda en primer lugar en la estación de recogida final.

Las piezas de molde 12 del portaherramientas 9 tienen una configuración escalonada sobresaliente correspondiente a la parte superior rebajada de las bandejas de papel 4 que se producen. Cada una de las herramientas de moldeo 13 en las estaciones de trabajo comprende una pieza central rígida 14 y un marco circundante 15, que puede moverse con respecto a la pieza central. Los marcos 15 están diseñados para formar los escalones concéntricos 4b, 4c, 4d de las paredes laterales de bandeja, uno a uno, en las estaciones de trabajo respectivas.

En la primera estación de trabajo, el área central superior 12a de la pieza de molde 12 y la herramienta de moldeo 13, con la pieza central plana 14a y el marco circundante 15b nivelados, contactan con la banda de papel 8 desde sus lados opuestos, y, a continuación, el marco 15b se conduce contra el primer escalón 12b de la pieza de molde 12 para formar el fondo de bandeja 4a y el escalón más interno 4b de la pared lateral de bandeja. A continuación, la herramienta de moldeo 13 se retrae a la posición mostrada en la figura 9, para permitir que el portaherramientas 9 mueva la banda a la segunda estación de trabajo.

Mientras tanto, en la segunda estación de trabajo, una herramienta de moldeo 13' tiene una pieza central enmarcada rígida 14' que tiene una configuración correspondiente al fondo y el escalón más interno de la siguiente bandeja y un marco movible 15'c. La herramienta de moldeo 13', con el marco 14'b de la pieza central rígida 14' y el marco movible 15'c nivelados, se lleva contra la pieza de molde respectiva 12' y la banda entre los mismos, y el marco movible 15'c se conduce contra el segundo escalón 12'c de la pieza de molde 12' para formar el escalón intermedio 4c de la pared lateral de bandeja. A continuación, la herramienta de moldeo 13' se retrae como se muestra en la figura 9, para permitir que el portaherramientas 9 mueva la banda hasta la tercera estación de trabajo.

En la tercera estación de trabajo, una pieza de molde 12'' y una herramienta de moldeo retráctil 13'' se diseñan y se operan para formar un tercer escalón 4d de la pared lateral de bandeja de una manera semejante. La herramienta de moldeo 13'', con un marco externo 14''c de una pieza central escalonada 14'' y un marco movible 15''d nivelados, se lleva contra la pieza de molde respectiva 12'' y la banda entre los mismos, y el marco movible 15''d se conduce a continuación contra el tercer escalón 12''d de la pieza de molde 12'' para formar el escalón más externo 4d de la pared lateral de bandeja. La herramienta de moldeo 13'' se retrae como se muestra en la figura 8, y la banda que transporta la bandeja ya moldeada se separa del portaherramientas 9 y se corta en bandejas terminadas individuales 4 apiladas en la estación de recogida final. La pieza de molde 12 liberada de la banda vuelve a la primera estación de trabajo para repetir el ciclo de trabajo.

Los procesos mostrados en las figuras 8 y 9 pueden modificarse de manera que, en lugar de un portaherramientas rotatorio, las estaciones de trabajo estén dispuestas de otro modo, por ejemplo, junto a una pista lineal, mientras que el primer conjunto de herramientas de moldeo, después de liberar las bandejas terminadas, se devuelven a través de una pista paralela de vuelta a la primera estación. Con las estaciones de trabajo dispuestas una junto a otra, la banda puede cortarse en bandejas en primer lugar después de las etapas de moldeo, de acuerdo con el principio de la figura 9, ayudando la banda sin cortar a dirigir el proceso sin una pérdida significativa de material de banda.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un método de fabricación de una bandeja de cartón (4) por embutición profunda, comprendiendo el método las etapas de colocar una pieza en bruto de cartulina o cartón (1) con un peso de 120 a 500 g/m2 entre unas herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3; 10, 11; 12, 13), y mover las herramientas de moldeo la una en relación con la otra para formar un fondo de bandeja (4a) y expandir hacia arriba unas paredes laterales que rodean el fondo, en donde mediante la mediante la multiplicación del escalón de pared lateral que se forma en una sola o una pluralidad de etapas de trabajo, las paredes laterales de la bandeja se moldean para tener un perfil concéntricamente escalonado (4b, 4c, 4d) alrededor del fondo de bandeja, caracterizado por que cada uno de los escalones de pared lateral (4b , 4c, 4d) está dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo con el fin de obtener unas paredes laterales sin arrugas para la bandeja (4).

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos una de las herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3, 10) comprende una pluralidad de marcos concéntricos (2b, 2c, 2d), que pueden moverse el uno en relación con el otro, llevándose los marcos a una configuración escalonada para formar los escalones (4b, 4c, 4d) de las paredes laterales de la bandeja uno a uno.

3. El método según la reivindicación 2, caracterizado por que los marcos concéntricos (2b-2d, 3c-3d, 10b-10d) de una o ambas herramientas de moldeo se mueven para formar los escalones concéntricos de las paredes laterales de la bandeja, uno a uno, avanzando del escalón más interno al escalón más externo.

4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las herramientas de moldeo superior e inferior tienen una configuración concéntricamente escalonada, de manera que el movimiento de dichas herramientas la una en relación con la otra confiere un perfil correspondientemente escalonado (4b, 4c, 4d) a las paredes laterales de la bandeja.

5. El método según la reivindicación 4, caracterizado por que ambas herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3) comprenden una pluralidad de marcos concéntricos (2b-2d, 3c-3d) que pueden moverse el uno en relación con el otro para formar las paredes laterales de la bandeja, escalón a escalón.

6. El método según la reivindicación 4, caracterizado por que ambas herramientas de moldeo superior e inferior son piezas de trabajo escalonadas rígidas que conforman la bandeja en una sola etapa de moldeo.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que usa un primer conjunto de herramientas de moldeo (10; 12) que se desplazan a lo largo de una pista, y un segundo conjunto de herramientas de moldeo (11; 13) montadas en una serie de estaciones de trabajo junto a dicha pista, comprendiendo el método las etapas de: (a) suministrar una pieza en bruto (1) de dicho material de banda de cartulina o cartón (8) entre una herramienta de moldeo del primer conjunto y una herramienta de moldeo del segundo conjunto en una primera estación de trabajo,

(b) mover dichas herramientas de moldeo en la primera estación de trabajo la una en relación con la otra, para formar un fondo de bandeja (4a) y al menos un escalón (4b) de paredes laterales que se expanden hacia arriba rodeando el fondo,

(c) retraer dichas herramientas de moldeo,

(d) hacer avanzar la herramienta de moldeo de dicho primer conjunto, junto con la pieza en bruto que se está moldeando, a una segunda estación de trabajo y alinear dicha herramienta con una herramienta de trabajo de dicho segundo conjunto,

(e) mover las herramientas de moldeo alineadas en la segunda estación de trabajo la una en relación con la otra, para formar al menos un escalón más de las paredes laterales que se expanden hacia arriba de la bandeja, y retraer dichas herramientas de moldeo,

(f) repetir opcionalmente las etapas (d) y (e) en una o más estaciones de trabajo adicionales, para obtener una bandeja con una pluralidad de escalones concéntricos (4b, 4c, 4d) en las paredes laterales de bandeja que rodean el fondo de bandeja,

(g) liberar las bandejas terminadas (4) en una estación de recogida de bandejas, y

(h) devolver dicha herramienta de moldeo de dicho primer conjunto a la primera estación de trabajo.

8. El método según la reivindicación 7, caracterizado por que dicho primer conjunto de herramientas de moldeo (10; 12) se transporta mediante un portaherramientas rotatorio (9) y dicho segundo conjunto de herramientas de moldeo (11; 13) se monta en unas estaciones de trabajo a lo largo de la periferia del portaherramientas.

9. El método según la reivindicación 8, caracterizado por que los escalones concéntricos (4b, 4c, 4d) de las paredes laterales de bandeja se forman uno a uno en las estaciones de trabajo consecutivas a lo largo de la periferia del portaherramientas (9).

10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que la cartulina o cartón se suministra como una banda continua (8) y se corta en piezas en bruto (1) en la primera estación de trabajo.

11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cartulina o cartón tiene un peso de 170 a 350 g/m2

12. Un aparato de embutición profunda de una bandeja de cartón (4) a partir de una pieza en bruto de cartulina o cartón (1), que comprende unas herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3), que pueden moverse la una en relación con la otra y están adaptadas para conformar la pieza en bruto desde sus lados opuestos, comprendiendo ambas herramientas de moldeo superior e inferior un área central (2a, 3a) y una pluralidad de zonas concéntricas (2b-2d, 3b-3d) alrededor del área central en una configuración escalonada, para conferir un perfil correspondientemente escalonado a las paredes laterales de la bandeja que se está formando, caracterizado por que cada uno de los escalones (4b, 4c, 4d) de pared lateral está dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo con el fin de obtener unas paredes laterales sin arrugas para la bandeja (4).

13. El aparato según la reivindicación 12, caracterizado por que las herramientas de moldeo superior e inferior (2, 3) comprenden una pieza central (2a, 3a-3b) y una pluralidad de marcos concéntricos (2b-2d, 3c-3d), que pueden moverse en relación con la pieza central y el uno en relación con el otro, para formar las paredes laterales escalonadas de la bandeja (4).

14. Un aparato de embutición profunda de bandejas de cartón (4) a partir de un material de banda de cartulina o cartón (8), caracterizado por que el aparato comprende un primer conjunto de herramientas de moldeo (10; 12) que se desplazan a lo largo de una pista, y un segundo conjunto de herramientas de moldeo (11; 13) montadas en una serie de estaciones de trabajo junto a dicha pista, transportando las herramientas de dicho primer conjunto las piezas en bruto de cartulina o cartón (1) que se moldean a través de las estaciones de trabajo y liberándose las bandejas terminadas de la pista en una estación de recogida de bandejas, pudiendo las herramientas de moldeo (10, 11; 12, 13) respectivas de los conjuntos primero y segundo en cada estación de trabajo moverse la una en relación con la otra y adaptarse para conformar la pieza en bruto desde sus lados opuestos, formando un fondo (4a) y unos escalones concéntricos (4b-4d) en las paredes laterales de la bandeja uno a uno en las estaciones de trabajo consecutivas, estando cada uno de dichos escalones dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo con el fin de obtener unas paredes laterales sin arrugas para la bandeja (4).

15. El aparato según la reivindicación 14, caracterizado por que dicho primer conjunto de herramientas de moldeo (10; 12) se transporta mediante un portaherramientas rotatorio (9) y dicho segundo conjunto de herramientas de moldeo (11; 13) se monta en estaciones de trabajo circunferencialmente a lo largo de la periferia del portaherramientas.

16. Una bandeja de cartulina o cartón (4) que puede obtenerse mediante el uso del método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y/o el aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, teniendo dicha cartulina o cartón (1) un peso de 120 a 500 g/m2 y comprendiendo la bandeja un fondo (4a) y unas paredes laterales que se expanden hacia arriba alrededor del fondo, conformándose las paredes laterales para expandirse a través de una pluralidad de escalones circunferenciales (4b, 4c, 4d), caracterizada por que cada uno de los escalones circunferenciales está dimensionado para tener una altura de 6 mm como máximo para que las paredes laterales de la bandeja (4) no tengan arrugas.

17. Un envase de producto (5) que comprende la bandeja de cartón (4) de la reivindicación 16, caracterizado por que la bandeja comprende una pestaña periférica sin arrugas plana (4d), y por que una tapa (6) se termosella de manera estanca a líquidos y gases en la pestaña periférica de la bandeja.