ES2786824A1 - Envase multiple y maquina para su fabricacion - Google Patents

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Abstract

Envase múltiple; que define una serie de envases (11) conformados en una lámina (L) de material plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en la que dichos envases (11) están unidos por unos puentes (12), provistos de una línea de pre-corte superior (13) y una línea de pre-corte inferior (14) para la rotura del puente (12). La línea de pre-corte superior (13) y la línea de pre-corte inferior (14) se encuentran dispuestas paralelamente, separadas lateralmente en dirección horizontal y separadas verticalmente, para evitar el calentamiento por compresión y la variación de las propiedades de la capa de PET, permitiendo una rotura limpia del puente mediante el giro de los envases respecto a dichas líneas de pre-corte superior e inferior. La invención también comprende una máquina para la fabricación del envase múltiple.

Description

DESCRIPCIÓN
Envase múltiple y máquina para su fabricación
Campo de aplicación de la invención.
Esta invención es aplicable en el campo dedicado a la fabricación de envases múltiples destinados al sector de la alimentación y en particular al envasado de productos alimentarios, tales como yogures, natillas, flanes o similares.
Estado de la técnica.
En la fabricación de envases para la industria alimentaria es habitual la conformación de envases múltiples, mediante una lámina, monocapa o multicapa, de material plástico. Estos envases múltiples disponen de varias cavidades o envases individuales que permanecen unidos por unos puentes de unión definidos en la propia lámina plástica.
Una vez llenados y cerrados, los envases son sometidos a una operación de corte en la que se define una parte del contorno de los envases, y una operación de pre-corte en la que se definen unas líneas de pre-corte que afectan a los puentes de unión y que facilitan la posterior rotura y separación de los diferentes envases individuales conformantes del envase múltiple.
Típicamente, los materiales utilizados para la fabricación de envases alimentarios son polímeros termoplásticos, aunque el poliestireno (PS) es el material más utilizado para la fabricación de recipientes termo formados.
Los productores más importantes de yogures y postres están decididos a cambiar el PS (poliestireno) actual por el PET (tereftalato de polietileno), ya que este último es 100% reciclable y reutilizable.
Sin embargo, no existe hoy en día una solución al pre-corte de los puentes entre envases de PET, que permita la separación de los envases de la forma tradicional, tal y como se realiza con material PS, es decir, girando los envases a separar en una dirección perpendicular a la línea de pre-corte.
Algunos sistemas de pre-corte han aplicado, sin éxito, las tecnologías utilizadas en las líneas de pre-corte del poliestireno (PS) en los envases que comprenden al menos una capa de tereftalato de polietileno (PET), sin un buen resultado en calidad, ya que las propiedades del PET obligan al consumidor a realizar la partición mediante una rotación de los envases, provocando un corte defectuoso, con partes mal cortadas, en forma de almenas salientes, siendo un peligro para el consumidor por la posibilidad de corte.
En la patente FR 3022818 A1 las operaciones de corte y de pre-corte se realizan mediante una matriz provista de una matriz inferior, y de una placa porta punzones que incorpora para la realización de los pre-cortes unas cuchillas que sobresalen parcialmente de dicha placa porta punzones y que solo realizan una línea de hendido o pre-corte en la cara superior el envase.
En las patentes US 2014366694 A1 y ES 222926T T3 se describen unos dispositivos para el corte de material plástico, provistos de unas cuchillas superiores y unas cuchillas inferiores enfrentadas para realizar unas líneas de pre-corte en las caras opuestas del material.
El problema de estos dispositivos es que durante la actuación de las cuchillas de pre­ corte, que se encuentran enfrentadas, se produce un aplastamiento en el núcleo del material a cortar, dado que el PET es amorfo. Este aplastamiento produce un aumento de la temperatura en el núcleo del material provocando el cambio la estructura molecular del material PET, transformándose en un material más elástico, que acentúa el efecto bisagra clásico del PET, con lo cual para romper los puentes de unión y separar los envases es preciso aplicar a los envases unos movimientos de rotación en sentidos opuestos, dejando además en la zona de pre-corte una superficie irregular y peligrosa para el consumidor.
El problema técnico que se plantea es el desarrollo de un envase múltiple, provisto de una serie de envases individuales, conformado en una lámina de material plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en la que dichos envases están unidos por unos puentes de unión que presentan una línea de pre-corte superior y una línea de pre-corte inferior para la rotura del puente y la separación de los envases, y que presente unas características adecuadas para obtener una rotura limpia de los puentes por las líneas de pre-corte, sin definir salientes irregulares, y realizando el mismo movimiento que se realiza actualmente para la separación de los envases de PS (poliestireno); es decir; girando los envases respecto a la línea de pre­ corte, y sin necesidad de rotar los envases en sentidos opuestos.
Esta invención también incluye una máquina de termoformado, del tipo FFS (del inglés: Form, Fill & Seal) o similar, y con unas características específicas para la fabricación de dicho envase múltiple.
Descripción de la invención.
El envase múltiple de esta invención, está conformado por una lámina de material plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno). Dicho envase múltiple comprende una serie de envases individuales unidos por unos puentes de unión de un espesor predeterminado, definidos en la propia lámina de material plástico; comprendiendo dichos puentes de unión una línea de pre-corte superior y una línea de pre-corte inferior para la rotura del puente y la separación de los envases individuales.
Este envase presenta en lo que se refiere a las líneas de pre-corte superior e inferior unas características orientadas a resolver la problemática expuesta, proporcionando una rotura limpia de los puentes de unión de los envases formados por una lamina de PET o que incorporan al menos una lámina de PET, mediante el giro de los envases a separar en una dirección sensiblemente perpendicular a dichas líneas de pre-corte y sin necesidad de rotar los envases en sentidos opuestos.
Para ello, y de acuerdo con la invención la línea de pre-corte superior y la línea de pre­ corte inferior se encuentran dispuestas paralelamente, separadas lateralmente, en dirección horizontal, en una distancia comprendida entre el 45% y el 55% del espesor del puente; y separadas verticalmente en una distancia comprendida entre 12% y el 26% del espesor del puente.
Con las separaciones indicadas las fibras del material PET disponen del espacio suficiente para no comprimirse durante la realización de las líneas de pre-corte superior e inferior; evitando que se produzca un aplastamiento y un aumento de la temperatura del núcleo del material y que se modifique la estructura molecular del material PET, haciéndolo más elástico; por tanto el material PET conserva sus propiedades iniciales y se puede romper fácilmente y de modo uniforme para separar los envases individuales por las lineas de pre-corte, simplemente aplicando a dichos envases un movimiento de giro en dirección perpendicular a las líneas de pre-corte.
Esta solución permite obtener los mismos resultados en el pre-corte de envases de PET, que los que se obtienen con material PS, simplemente con el cambio de herramienta de corte en la máquina de termoformado de los envases.
Preferentemente, dada la aplicación a la que va destinado este envase múltiple, el espesor del material conformante del puente y en el que se encuentran definidas las líneas de pre-corte superior e inferior, está comprendido entre 0,7 y 1,3 milímetros, lo que proporciona al envase una consistencia adecuada sin un sobredimensionado excesivo del espesor de material.
Esta invención también incluye una máquina para la fabricación de envases múltiples, con las características mencionadas anteriormente, y cuyas características se encuentran recogidas en las reivindicaciones adjuntas.
Dicha máquina comprende: una matriz inferior asociada una prensa de desplazamiento vertical; una placa porta punzones y un dispositivo de pre-corte que comprende una cuchilla de pre-corte superior asociada a la placa portapunzones y una cuchilla de pre-corte inferior asociada a la matriz inferior, para la definición en los puentes de unión de los envases individuales de las líneas de pre-corte superior y de pre-corte inferior, adecuadas para la rotura de dichos puentes y la separación de los envases individuales conformados en PET o que incoporan al menos una capa de PET.
De acuerdo con la invención la cuchilla de pre-corte superior y la cuchilla de pre-corte inferior son paralelas y se encuentran separadas lateralmente, en dirección horizontal, en una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros, siendo esta separación adecuada para realizar las líneas de pre-corte en los puentes del envase múltiple sin que las fibras de PET se compriman, se calienten en el núcleo del puente y modifiquen sus propiedades físicas.
Preferentemente, la cuchilla de pre-corte superior está montada con posibilidad de desplazamiento vertical relativo respecto a un tope flotante que está posibilitado de desplazamiento vertical limitado respecto a la placa portapunzones; estando montado dicho tope flotante sobre unos primeros muelles calibrados y la cuchilla de pre-corte superior sobre unos segundos muelles calibrados.
Dichos muelles calibrados proporcionan un empuje suficiente para que la cuchilla de pre-corte superior penetre en el puente del envase múltiple cuando dicho envase múltiple es empujado verticalmente y en sentido ascendente, es decir hacia la placa portapunzones.
Preferentemente, el desplazamiento relativo de la cuchilla de pre-corte superior respecto al tope flotante, y la penetración de la cuchilla de pre-corte superior en el material plástico está comprendido entre 0,42 y 0,91 milímetros, lo que resulta adecuado para definir una línea de pre-corte superior de la profundidad especificada en el envase descrito anteriormente.
En una realización preferente la cuchilla de pre-corte inferior sobresale de la matriz inferior en una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, conformando dicha matriz inferior un tope de penetración de la cuchilla de pre-corte inferior en el material conformante del puente de los envases.
Descripción de las figuras.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática en planta de un envase múltiple, según la invención, conformado en PET .
- La figura 2 muestra una vista en alzado del envase múltiple de la figura anterior, seccionado por un plano vertical, y un detalle ampliado de una zona del puente en el que se puede observar la disposición de las líneas de pre-corte superior e inferior.
- La figura 3 muestra una vista en alzado de dos de los envases individuales del envase múltiple de PET de las figuras anteriores y el movimiento de giro a aplicar sobre los mismos, en dirección perpendicular a las líneas de pre-corte, para conseguir la rotura del puente y la separación de dichos envases individuales.
- Las figuras 4a, 4b y 4c muestran sendas vistas parciales en alzado, y seccionadas por un plano vertical, de la máquina para la fabricación del envase múltiple de las figuras 1 a 3, y respectivos detalles ampliados en los que se puede observar el dispositivo de pre-corte en tres posiciones diferentes y sucesivas durante la realización de las líneas de pre-corte inferior y superior.
Realización preferida de la invención.
En el ejemplo de realización mostrado en las figuras 1 y 2 se puede observar un envase múltiple (1) de acuerdo con la invención, formado por una lámina (L) de material plástico que en este caso está constituida por una capa de PET (tereftalato de polietileno).
Este envase múltiple (1) comprende una serie de envases (11) individuales unidos entre sí por unos puentes (12) de un espesor (e) predeterminado y conformados por la propia lámina (L) de PET.
En este ejemplo concreto el espesor (e) del puente está comprendido entre 0,7 y 1,3 milímetros.
Como se observa en el detalle ampliado de la figura 2, el puente (12) comprende una línea de pre-corte superior (13) y una línea de pre-corte inferior (14) dispuestas paralelamente, separadas lateralmente en dirección horizontal en una distancia (d1) comprendida entre el 45% y el 55% del espesor (e) del puente, y separadas verticalmente en una distancia (d2) comprendida entre 12% y el 26% del espesor (e) del puente (12).
En un ejemplo concreto de realización el espesor del material conformante del puente (12) es de 1 milímetro, y la línea de pre-corte (13, 14) superior e inferior están separadas horizontalmente en una distancia (d1) de 0,5 milímetros. y verticalmente en una distancia (d2) de 0,19 milímetros.
Con las características indicadas se evita que la compresión del material la definición de las líneas de pre-corte, produzca el calentamiento de las fibras de PET en la zona de núcleo y la modificación de sus propiedades físicas, con lo que se consigue que el material PET mantenga sus propiedades y que se obtenga una rotura limpia del envase múltiple (1) por las dichas líneas de pre-corte, simplemente girando los envases (11) en una dirección perpendicular a las líneas de pre-corte, tal como se muestra en la figura 3, y como si se tratara de un envase de poliestireno (PS).
En las figuras 4a - 4c se ha representado parcialmente, una máquina de temo formado, adecuada para la fabricación del envase múltiple descrito anteriormente, provista de un dispositivo de pre-corte del puente de los envases.
Dicha maquina es del tipo que comprende: una matriz inferior (2) asociada una prensa de desplazamiento vertical (no representada); una placa porta punzones (3) y un dispositivo de pre-corte que comprende: una cuchilla de pre-corte superior (31) asociada a la placa porta punzones (3) y una cuchilla de pre-corte inferior (21) asociada a la matriz inferior (2), para la definición en los puentes (12) de unión de los envases (11) de las líneas de pre-corte (13, 14) superior e inferior adecuadas para la rotura de dichos puentes (12) y la separación de los envases (11).
Según la invención, la cuchilla de pre-corte superior (31) y la cuchilla de pre-corte inferior (21) son paralelas y se encuentran separadas lateralmente, en dirección horizontal, en una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros, lo que permite definir en el puente (12) del envase múltiple (1), las líneas de pre-corte (13, 14) superior e inferior con una separación horizontal comprendida entre el 45% y el 55% del espesor (e) del puente (12).
La cuchilla de pre-corte superior (31) está montada con posibilidad de desplazamiento vertical relativo respecto a un tope flotante (32) posibilitado de desplazamiento vertical limitado respecto a la placa porta punzones (3).
Dicho tope flotante (32) está montado sobre unos primeros muelles (33) calibrados y la cuchilla de pre-corte superior (31) sobre unos segundos muelles calibrados (34).
El desplazamiento relativo de la cuchilla de pre-corte superior (31) respecto al tope flotante (32) y la penetración de dicha cuchilla de pre-corte superior (31) en el material plástico está comprendida entre 0,42 y 0,91 milímetros
A su vez, la cuchilla de pre-corte inferior (21) sobresale de la matriz inferior (2) en una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, conformando dicha matriz inferior (2) un tope de penetración de la cuchilla de pre-corte inferior (21) en el material conformante del puente (12) de los envases (11).
La cuchilla de pre-corte superior (31) y la cuchilla de pre-corte inferior (21) disponen de unas primeras caras paralelas y verticales, y unas segundas caras oblicuas, divergentes en sentidos opuestos, alejándose de la otra cuchilla de pre-corte opuesta. Esta configuración minimiza la presión ejercida por las cuchillas sobre las fibras de PET en la zona comprendida entre ambas cuchillas.
El funcionamiento del mencionado dispositivo de corte, representado en las figuras 4a-4c es el siguiente:
La matriz inferior (2) actúa por medio de un pisador (no referenciado) contra el material para producir el corte de la cuchilla de pre-corte inferior (21) y el posterior desplazamiento de la cuchilla de pre-corte superior (31).
La cuchilla de pre-corte superior (31) se desplaza en la medida que le permite el tope flotante (32), consiguiendo así las proporciones exactas para los diferentes porcentajes de corte propuestos y con la particularidad de que todas las cuchillas que intervienen en un dispositivo de estas características son individuales y tienen el mismo comportamiento, dado que es el grueso del material el que limita los pre-cortes a través del pisador de la matriz inferior (2) y del tope flotante (32).
Para la obtención de los resultados descritos, se ha desarrollado un sistema de accionamiento, que permite asegurar que en elementos multi pre-corte todos y cada uno de ellos son exactamente iguales en su realización, independientemente de la planitud del sistema máquina y de la tolerancia en el espesor de material.
La matriz inferior (2) y la cuchilla de pre-corte inferior (21) son desplazados verticalmente por el movimiento de la prensa de máquina, elevando la lámina (L) de PET contra el tope flotante (32) que es soportado en posición mediante los primeros muelles calibrados (33) para soportar el esfuerzo de corte necesario para que la cuchilla de pre-corte inferior (21) penetre en el material realizando la línea de pre-corte inferior (14). Por el movimiento de ascenso de la prensa de corte el tope flotante (32) es desplazado verticalmente comprimiendo los primeros muelles calibrados (33) y desplazándose hacia arriba en una distancia adecuada para la penetración indicada de la cuchilla de pre-corte superior (31) en el material de la lámina (L) y la definición de la línea de pre-corte superior (13).
La cuchilla de pre-corte superior (31) va montada también sobre unos segundos muelles calibrados (34) que permiten el desplazamiento simultáneo de la cuchilla de pre-corte superior (31) y del tope flotante (32) para absorber las tolerancias en planitud del sistema, asegurando un pre-corte igual en todo el dispositivo.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Envase múltiple; que define una serie de envases (11) conformados en una lámina (L) de material plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en la que dichos envases (11) están unidos por unos puentes (12), de espesor (e) predeterminado, definidos en la propia lamina (L) de material plástico; comprendiendo dichos puentes (12) una línea de pre-corte superior (13) y una línea de pre-corte inferior (14) para la rotura del puente (12) y la separación de los envases (11); caracterizado porque la línea de pre-corte superior (13) y la línea de pre-corte inferior (14) se encuentran dispuestas paralelamente, separadas lateralmente, en dirección horizontal, en una distancia (d1) comprendida entre el 45% y el 55% del espesor (e) del puente; y separadas verticalmente en una distancia (d2) comprendida entre 12% y el 26% del espesor (e) del puente.
2. - Envase múltiple, según la reivindicación 5, caracterizado porque el espesor del material del puente está comprendido entre 0,7 y 1,3 milímetros.
3. - Máquina para la fabricación del envase múltiple de las reivindicaciones anteriores; que comprende: una matriz inferior (2) asociada una prensa de desplazamiento vertical; una placa porta punzones (3) y un dispositivo de pre-corte que comprende una cuchilla de pre-corte superior (31) asociada a la placa porta punzones (3) y una cuchilla de pre-corte inferior (21) asociada a la matriz inferior (2), para la definición en los puentes (12) de unión de los envases (11) de una línea de pre-corte superior (13) y una línea de pre-corte inferior (14) adecuadas para la rotura de dichos puentes (12) y la separación de los envases (11); caracterizada porque las cuchillas de pre-corte (31, 21) superior e inferior son paralelas y se encuentran separadas lateralmente, en dirección horizontal, en una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros.
4. - Máquina, según la reivindicación 3, caracterizada porque la cuchilla de pre-corte superior (31) está montada con posibilidad de desplazamiento vertical relativo respecto a un tope flotante (32) posibilitado de desplazamiento vertical limitado respecto a la placa portapunzones (3); estando montado dicho tope flotante (32) sobre unos primeros muelles (33) calibrados y la cuchilla de pre-corte superior (31) sobre unos segundos muelles calibrados (34).
5. - Máquina, según la reivindicación 4, caracterizada porque el desplazamiento relativo de la cuchilla de pre-corte superior (31) respecto al tope flotante (32) , y la penetración de la cuchilla de pre-corte superior (31) en el material plástico está comprendida entre 0,42 y 0,91 milímetros
6. - Máquina, según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque la cuchilla de pre-corte inferior (21) sobresale de la matriz inferior (2) en una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, conformando dicha matriz inferior (2) un tope de penetración de la cuchilla de pre-corte inferior (21) en el material conformante del puente (12) de los envases (11).
7. - Máquina, según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada porque la cuchilla de pre-corte superior (31) y la cuchilla de pre-corte inferior (21) disponen de unas primeras caras paralelas y verticales, y unas segundas caras oblicuas, divergentes en sentidos opuestos, alejándose de la cuchilla de pre­ corte (21, 31) opuesta.
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