ES2836498T3 - Procedimiento para sellar un envase flexible de tipo plegable - Google Patents

Procedimiento para sellar un envase flexible de tipo plegable Download PDF

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ES2836498T3 ES16709033T ES16709033T ES2836498T3 ES 2836498 T3 ES2836498 T3 ES 2836498T3 ES 16709033 T ES16709033 T ES 16709033T ES 16709033 T ES16709033 T ES 16709033T ES 2836498 T3 ES2836498 T3 ES 2836498T3
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sealing
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flexible
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English (en)
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Magnus Borgström
Lennart Friberg
Lars Östholm
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Ecolean AB
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Abstract

Un procedimiento para sellar un envase flexible (200) de tipo plegable que comprende proporcionar un primer sello (302) que se extiende transversalmente a un canal de llenado (210) del envase flexible (200), y proporcionar un segundo sello (304) que se extiende transversalmente al canal de llenado (210) del envase flexible (200), superponiéndose dicho segundo sello (304) a dicho primer sello (302) de tal manera que se proporciona un sello combinado (300) que comprende una porción superior (312) formada únicamente por una primera unidad de sellado (120), una porción intermedia (316) formada por la primera (120) y una segunda (130) unidad de sellado, y una porción inferior (314) formada únicamente por la segunda unidad de sellado (130), caracterizado por el establecimiento de parámetros de operación que comprendan un parámetro de tiempo, un parámetro de temperatura y un parámetro de presión para proporcionar dicho primer sello (302) y para proporcionar dicho segundo sello (302), de manera que se obtenga una característica de sellado por debajo de un valor umbral en dicha porción superior (312) y en dicha porción inferior (314) y de manera que se obtenga una característica de sellado igual o superior al valor umbral en dicha porción intermedia (316).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para sellar un envase flexible de tipo plegable
Campo de la invención
El presente concepto inventivo se relaciona con un procedimiento para sellar envases. Más específicamente, el presente concepto inventivo se relaciona con un procedimiento para sellar un envase flexible de tipo plegable.
Técnica anterior
Un envase de tipo plegable típicamente comprende una cámara de llenado en la que puede estar contenido un producto, tal como un líquido. Durante el proceso de llenado del envase, el producto puede ser llenado insertando una boquilla en un canal de llenado del envase. Posteriormente, el envase debe sellarse de manera que el producto no pueda escapar de la cámara de llenado. A título de ejemplo, el sellado puede realizarse mediante soldadura, en la que el envase se coloca entre las superficies de acoplamiento de un par de mordazas que están dispuestas para acoplarse entre sí y, de ese modo, ejercer presión sobre una parte del envase para proporcionar un sello.
Las mordaza pueden calentarse. Por ejemplo, el documento GB943457A desvela cómo formar una costura entre láminas termoplásticas sin soporte utilizando mordazas calentadas. Las láminas se aplican juntas y se proporciona una costura utilizando mordazas de soldadura calentadas continuamente. Por medio de mordazas de prensado adicionales, se realiza un segundo prensado en caliente posterior en una parte del ancho de la costura para eliminar las burbujas de gas o las ampollas que se encuentran dentro de la costura.
Sin embargo, el proceso desvelado en el documento GB943457A es un proceso comparativamente lento y se necesita un procedimiento y un dispositivo más rápido para proporcionar los sellos.
Sumario de la invención
Por lo tanto, es objeto del presente concepto inventivo proporcionar un procedimiento más eficiente para sellar los envases. Otro objeto es proporcionar un procedimiento que proporcione sellos más fiables en los envases.
Según un aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para sellar un envase flexible de tipo plegable. El procedimiento consiste en proporcionar un primer sello que extienda transversalmente un canal de llenado del envase flexible y proporcionar un segundo sello que extienda transversalmente un canal de llenado del envase flexible. El segundo sello se superpone con dicho primer sello de tal manera que un sello combinado es proporcionado comprendiendo una porción superior formada únicamente por la primera unidad de sellado, una porción intermedia formada por la primera y la segunda unidad de sellado, y una porción inferior formada únicamente por la segunda unidad de sellado. El procedimiento además comprende establecer los parámetros de operación que comprenden un parámetro de tiempo, un parámetro de temperatura y un parámetro de presión para proporcionar dijo primer sello y para proporcionar dijo segundo sello tal que una característica de sellado bajo un valor umbral es obtenida en dicha porción superior y dicha porción inferior y tal que una característica de sellado igual a o por encima del valor umbral es obtenida en dicha porción intermedia.
Por envase flexible de tipo plegable se entiende aquí un envase o contenedor que puede asumir un estado de colapso cuando el envase está vacío, es decir, no está lleno. Además, el envase está dispuesto para ser llenado por un producto por el cual asume un estado expandido. El envase comprende al menos dos paredes flexibles. Dos paredes laterales opuestas del envase son flexibles y pueden unirse en porciones de conexión para definir un compartimento. Preferentemente, las paredes son delgadas. Además, puede haber una pared inferior. El volumen del compartimento depende de la posición relativa de las paredes laterales opuestas. La forma del envase flexible puede corresponder a la forma del producto. Opcionalmente, puede haber una porción de asa en el envase flexible para transportar el envase. Además, puede haber conductos llenados con gas en las porciones de conexión del envase para aumentar la estabilidad del envase y mejorar la manipulación del envase. La porción del asa puede estar formada por el conducto llenado con gas.
El material del envase puede estar compuesto por varias capas. Por ejemplo, puede haber una capa impermeable a los fluidos y una capa impermeable a los gases. Las capas pueden comprender materiales con diferentes puntos de fusión.
El material del envase puede comprender al menos un mineral, aluminio y un material plástico, por ejemplo polímeros, tal como poliolefina. En un primer ejemplo no limitativo, el envase comprende una capa que comprende un material plástico y un material de tiza. En un segundo ejemplo no limitativo, el envase está compuesto únicamente por un material plástico. En particular, el envase puede comprender un material reciclable. El material del envase puede comprender un agente de llenado y un aglutinante. Se aprecia que el envase puede comprender otros materiales y que la elección de los materiales no se limita a los ejemplos presentados anteriormente. Preferentemente, sin embargo, el envase flexible comprende un material que está dispuesto para fundirse por encima de una cierta temperatura de fusión.
El envase flexible puede ser llenado con un producto, tal como un producto en forma líquida o en polvo. El producto puede ser un producto alimenticio líquido tal como los productos lácteos, tal como leche, agua, zumo, vino, limonada, una bebida, etc. Se entiende que se pueden usar otros productos similares adecuados para ser contenidos en el envase flexible.
El primer y/o segundo sello se proporcionan para retener el producto en el envase flexible. El primer y/o segundo sello pueden extenderse transversalmente a lo largo de todo el canal de llenado. En particular, al menos una de la porción superior, la porción intermedia y la porción inferior pueden extenderse a través de todo el canal de llenado. El primer y/o segundo sello pueden extenderse transversalmente a través de una porción de una porción superior del envase flexible, en la que el envase se proporciona en posición vertical. Alternativamente, el primer y/o segundo sello pueden extenderse transversalmente a través de toda la porción superior del envase flexible.
El sellado puede realizarse por medio de la soldadura. El primer y segundo sellado pueden realizarse sometiendo una parte del envase flexible a al menos uno de calor, presión, etc. durante un tiempo predeterminado. La cantidad de calor, la cantidad de presión y la duración de tiempo predeterminada pueden depender del tipo de envase, el material que comprende el envase, el espesor de las paredes del envase, el tipo de sellado que debe proporcionarse, el nivel deseado de calidad del sellado, etc. El sello puede proporcionarse fundiendo porciones del material del envase flexible. En un primer ejemplo, una porción de un material plástico comprendido en el envase puede fundirse para proporcionar el sello. En un segundo ejemplo, una porción de una capa comprendida en un laminado de capas del envase puede fundirse para proporcionar el sello. En el último ejemplo, las diferentes capas del laminado pueden tener diferentes puntos de fusión.
Opcionalmente, el sello puede ser enfriado después de calentarlo por medio de una unidad de enfriamiento.
Según un primer ejemplo, la resistencia es constante tanto en el primer como en el segundo sello. Por lo tanto, la resistencia de la porción intermedia superpuesta también puede ser constante. La resistencia del primer y segundo sello puede ser la misma o, alternativamente, diferente.
Según un segundo ejemplo, las resistencias varían en porciones o a lo largo del primer y/o segundo sello. Las resistencias pueden variar a lo largo de una dirección transversal del envase. Alternativamente, o adicionalmente, las resistencias pueden variar a lo largo de una dirección longitudinal del envase. La resistencia puede estar disminuyendo hacia los bordes exteriores del primer y segundo sello. De esta manera, se puede proporcionar una transición más suave desde el sello a las porciones no selladas del envase flexible.
De acuerdo con el concepto inventivo, el procedimiento se implementa mediante una operación de sellado que se divide en dos operaciones separadas utilizando dos unidades de sellado. En efecto, la operación de sellado se realiza en parte en la primera unidad de sellado y en parte en la segunda unidad de sellado.
La operación de sellado puede realizarse de forma intermitente. El segundo sello puede ser proporcionado en un primer envase que ya tenga un primer sello simultáneamente cuando el primer sello se proporciona en un segundo envase. Posteriormente, el segundo sello puede colocarse en el segundo envase simultáneamente cuando el primer sello se coloca en un tercer envase, etc. Así, el procedimiento inventivo puede proporcionar sellos en envases flexibles más eficientemente. En particular, el procedimiento inventivo puede operar más rápido que los procedimientos conocidos en la técnica anterior.
Alternativamente, la operación de sellado puede realizarse de forma continua.
El sellado puede ser controlado por al menos un parámetro. El parámetro puede ser un parámetro de temperatura, un parámetro de presión y un parámetro de tiempo, como se describirá con más detalle a continuación. Preferentemente, el parámetro de temperatura y el de presión se eligen de manera que el envase flexible no se dañe durante la operación de sellado en la primera y/o la unidad de sellado. Opcionalmente, puede proporcionarse una unidad de enfriamiento para enfriar el envase en una región que comprenda el primer y/o segundo sello. Además, el parámetro de temperatura y el parámetro de presión pueden elegirse por debajo de ciertos valores máximos de temperatura y de presión. Un problema típico en la técnica anterior es que, incluso si la operación de sellado en sí es altamente mejorada, todavía requiere más, o mucho más, tiempo que cualquiera de las otras operaciones realizadas por otras unidades comprendidas en una línea de producción que comprende una unidad de sellado para realizar una operación de sellado, así como unidades adicionales para realizar otras operaciones, tal como una operación de apertura de envase, una operación de llenado, operaciones de transporte, operaciones de ajuste del envase, etc. Dichas operaciones pueden ser realizadas por una unidad de apertura de envase, una unidad de llenado, una unidad de transporte, unidades de ajuste de envases, etc. Las operaciones pueden realizarse simultáneamente; por ejemplo, mientras se abre el canal de llenado de un primer envase, se llena un segundo envase y se sella un tercer envase, etc. En la técnica anterior, cada una de las operaciones mencionadas anteriormente se realiza típicamente en estaciones separadas y estacionarias. Al dividir la operación de sellado en dos operaciones, que se realizan en la primera y la segunda unidad de sellado según el concepto inventivo actual, el tiempo de inactividad en la unidad de sellado respectiva puede reducirse considerablemente. Por tiempo de inactividad entendemos aquí una duración de tiempo adicional para realizar la operación de sellado que excede la duración de tiempo de otras operaciones en la línea de producción. En particular, en una línea de producción intermitente el tiempo de inactividad puede ser significativo, ya que la operación que toma más tiempo determina la latencia en la producción. Según un ejemplo no limitativo, la duración de tiempo necesaria para sellar el envase puede determinarse si se da por lo menos uno de los parámetros de temperatura y el parámetro de presión.
Los parámetros de operación que comprenden un parámetro de tiempo, un parámetro de temperatura y un parámetro de presión se establecen para proporcionar dicho primer sello y para proporcionar dicho segundo sello de tal manera que una característica de sellado por debajo de un valor umbral se obtiene en dicha porción superior y dicha porción inferior y de tal manera que una característica de sellado por encima del valor umbral se obtiene en dicha porción intermedia. Así, un sello suficiente puede ser proporcionado en la porción intermedia. La calidad del sello puede ajustarse ajustando el parámetro de tiempo, el parámetro de temperatura y el parámetro de presión. A modo de ejemplo, el sello puede mejorarse utilizando al menos una temperatura más alta, utilizando una presión más alta y dejando que la primera y/o la segunda unidad de sellado funcionen durante un período de tiempo más largo. Evidentemente, este ejemplo está sujeto preferentemente a las restricciones explicadas en lo anterior con respecto a mantener el envase flexible sin daños.
En vista de lo anterior, la operación de sellado puede hacerse mucho más eficiente en la línea de producción que comprende una o varias operaciones de sellado. Además, la capacidad de la línea de producción puede aumentarse sin necesidad de añadir varias líneas adicionales, tal como una pluralidad de líneas paralelas. Cabe señalar que la capacidad de una máquina de llenado que realiza las operaciones antes mencionadas está determinada, entre otras cosas, por el tiempo necesario para realizar esas operaciones y, más concretamente, por la operación que requiere un tiempo más largo para su realización.
El sellado se realiza de tal manera que ni el primer ni el segundo sello por sí mismos representan un sello suficiente, sino que el primer sello y los sellos son necesarios para proporcionar un sello suficiente. Por sello suficiente se entiende aquí que el sello, o sello combinado, cumple un conjunto de criterios de sellado. Los criterios de sellado pueden comprender un criterio de resistencia, un criterio de anchura, un criterio de longitud, un criterio de espesor, un criterio con respecto a las condiciones ambientales tal como la temperatura o la humedad, etc. La operación de sellado se realiza de tal manera que los dos sellos están desplazados, por lo que se forma un sello combinado en el que se proporciona un sellado suficiente. El sello combinado comprende una porción intermedia en la que el primer y el segundo sello se superponen. En la porción intermedia la acción combinada de la primera unidad de sellado y la segunda unidad de sellado es suficiente para obtener un sello suficiente. La acción de la unidad de sellado significa aquí que el envase flexible está sujeto a una acción de calentamiento y una acción de presión durante un período de tiempo.
El primer y segundo sellos pueden realizarse mediante operaciones de sellado durante un primer y un segundo tiempo de sellado, respectivamente, para formar un tiempo de sellado total. El tiempo total de sellado puede ser la suma del primer y segundo tiempos de sellado. Se podrá realizar un sellado suficiente una vez que el tiempo total de sellado sea superior a un determinado período de tiempo. El período de tiempo puede estar predeterminado.
El sello combinado comprende tres porciones: una porción superior con un sello insuficiente, una porción intermedia con un sello suficiente y una porción inferior con un sello insuficiente. Por lo tanto, otra ventaja del presente concepto inventivo es que el dispositivo puede proporcionar una transición gradual de un sello fuerte a porciones que no tienen sello en el envase flexible. Más específicamente, la porción intermedia puede proporcionar un sello más fuerte que la porción superior y la porción inferior. Además, la porción superior y la porción inferior pueden proporcionar sellos junto a porciones no selladas del envase flexible. Como consecuencia, puede proporcionarse un sello que en una dirección longitudinal del envase flexible tenga una porción no sellada, una porción inferior, una porción intermedia, una porción superior y una porción no sellada, proporcionando así la secuencia: sin sello, sello insuficiente, sello suficiente, sello insuficiente y sin sello. En particular, se puede evitar una transición directa de un sello suficiente a ningún sello y se puede proporcionar una transición más suave. En consecuencia, el envase flexible puede estar sujeto a menos tensión. De este modo, el dispositivo proporciona un sello más fiable.
Una ventaja adicional del procedimiento inventivo es que proporciona un sello que puede exhibir una resistencia mejorada. De hecho, al proporcionar un primer y un segundo sello, el sello combinado puede proporcionar un sello más fuerte.
Según una realización, el procedimiento comprende además el traslado del envase flexible de la primera unidad de sellado a la segunda unidad de sellado. Por medio de esta realización, el procedimiento puede proporcionar un sello de una manera aún más eficiente. A modo de ejemplo, un primer envase flexible que ha obtenido un primer sello puede trasladarse de la primera unidad de sellado a la segunda para obtener un segundo sello, mientras que un segundo envase flexible es trasladado a la primera unidad de sellado para obtener un primer sello. El mismo procedimiento se puede repetir para una pluralidad de envases flexibles que son alimentados a una máquina de llenado, o línea de producción, que comprende el dispositivo según el presente concepto inventivo y otras unidades como se describe en el anterior.
Según una realización, el primer sello puede tener un ancho de entre 1 y 5 milímetros. Según otra realización, el segundo sello puede tener un ancho de entre 1 y 5 milímetros. Según otra realización, la parte intermedia puede tener un ancho de entre 1 y 5 milímetros. El ancho puede medirse en la dirección longitudinal del envase flexible. Alternativamente, el ancho puede medirse en una dirección transversal del envase flexible. Mediante estas realizaciones se puede evitar la formación de ampollas, ya que se deja escapar lateralmente todo vapor formado por los residuos durante las operaciones de sellado. En un ejemplo no limitativo, cada uno del primer sello y el segundo sello tiene un ancho de 4 milímetros y el desfase es de 2 milímetros, lo que resulta en una porción superpuesta de 2 milímetros.
Según una realización, el primer y el segundo sello se proporcionan extendiéndose en paralelo. De esta manera, la porción intermedia, y por lo tanto un sello suficiente, puede ser proporcionado transversalmente a todo el canal de llenado.
Según una realización, el primer y/o segundo sello puede ser proporcionado por una unidad de sellado que comprende una mordaza de sellado calentada permanentemente. La mordaza de sellado calentada puede proporcionar el primer y/o segundo sello transfiriendo energía térmica al envase flexible donde se ubicará el primer y/o segundo sello. La energía térmica puede utilizarse para fundir porciones de un material comprendido en el envase flexible, por ejemplo, en las paredes laterales del envase. En un ejemplo no limitativo, la mordaza de sellado calentada permanentemente está formada por un metal.
Según una realización, la primera y/o segunda unidad de sellado comprende una mordaza de tope que tiene una porción de acoplamiento dispuesta para acoplarse al envase flexible para proporcionar el primer y/o segundo sello. Mediante esta realización, el primer y/o el segundo sello puede ser proporcionado presionando el envase flexible entre la mordaza de tope y la mordaza de sellado calentada donde el primer y/o el segundo sello deben estar situados.
La mordaza de tope de la primera y/o segunda unidad de sellado puede tener una muesca de encaje cónico. La muesca puede determinar el ancho del primer y/o segundo sello. En un ejemplo no limitado, la muesca de encaje cónico está formada por un material elástico. En otro ejemplo no limitativo, la muesca de encaje cónico está formada por un metal.
La mordaza de sellado calentada permanentemente y la mordaza de tope en la primera unidad de sellado pueden estar desplazadas con respecto a la mordaza de sellado calentada permanentemente y la mordaza de tope en la segunda unidad de sellado. De este modo, la primera unidad de sellado puede proporcionar un primer sello y la segunda unidad de sellado puede proporcionar un segundo sello, por lo que el primer sello está desplazado con respecto al segundo sello. El desplazamiento de la mordaza de sellado calentada y la mordaza de tope pueden ser proporcionado desplazando entre sí al menos una de la mordaza de sellado calentada y la mordaza de tope. El desplazamiento puede llevarse a cabo en dirección vertical, de modo que el primer y el segundo sello estén desplazados en dirección longitudinal del envase, dado que el envase está sellado en posición vertical.
Según una realización, la primera y la segunda unidad de sellado son estacionarias. Por lo tanto, el envase flexible tiene que ser trasladado a la primera y segunda unidad de sellado. A modo de ejemplo, el traslado puede realizarse por medio de la unidad de traslado descrita anteriormente.
Según una realización alternativa, la primera y/o segunda unidad de sellado son móviles.
En un primer ejemplo, la primera y segunda unidad de sellado están separadas en el espacio. En un segundo ejemplo, la primera y la segunda unidad de sellado se proporcionan en el mismo lugar.
Según otra realización, se proporcionan al menos tres unidades de sellado para proporcionar al menos tres sellos. Los al menos tres sellos se combinan en un sello combinado, por lo que comprende una o varias porciones superpuestas. Según esta realización, la transición del sello a las porciones sin sellar del envase flexible puede ser aún más suave.
Cabe señalar que las etapas del procedimiento no tienen que realizarse en el orden exacto desvelado anteriormente.
En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones deben interpretarse de acuerdo con su significado ordinario en el campo técnico, a menos que en el presente documento se defina explícitamente de otro modo. Todas las referencias a "un/una/el [elemento, dispositivo, componente, medio, etapa, etc.]" deben interpretarse abiertamente en el sentido de que se refieren al menos a una instancia de dicho elemento, dispositivo, componente, medio, etapa, etc., a menos que se indique explícitamente lo contrario.
Breve descripción de los dibujos
Lo anterior, así como los objetos, características y ventajas adicionales de la presente invención se comprenderán mejor mediante la siguiente descripción detallada, ilustrativa y no limitativa, de las realizaciones preferentes de la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se utilizarán los mismos números de referencia para elementos similares:
La Fig. 1 es una vista lateral esquemática de una línea de producción que comprende la realización de un dispositivo para sellar un envase flexible.
La Fig. 2 es una vista en perspectiva de la línea de producción de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista esquemática de la mordaza de sellado calentada permanentemente y de la mordaza de tope comprendida en la primera y la segunda unidad de sellado de la Fig. 1 y la Fig. 2.
La Fig. 4 es una vista lateral esquemática de la primera y la segunda unidad de sellado comprendida en el dispositivo de las Fig. 1 y 2.
La Fig. 5a es una vista frontal esquemática de un envase flexible en el que se ha proporcionado un sello de acuerdo con una realización del concepto inventivo.
La Fig. 5b es una vista frontal esquemática de otro envase flexible en el que se ha proporcionado un sello de acuerdo con otra realización del concepto inventivo.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para sellar un envase flexible de acuerdo con una realización del presente concepto inventivo.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes
A continuación se describirá el concepto inventivo con referencia a las Fig. 1 y 2 que ilustran una vista esquemática lateral y una vista esquemática en perspectiva, respectivamente, de una línea de producción 100 para el llenado y sellado de una pluralidad de envases flexibles 200 de tipo plegable. Como se detallará más adelante, la línea de producción 100 comprende una realización de un dispositivo para sellar un envase flexible según el presente concepto inventivo. La línea de producción 100 puede denominarse máquina de llenado.
En lo sucesivo, las palabras "envase" 200 y "envase flexible" 200 se utilizarán indistintamente.
La pluralidad de envases flexibles 200 puede ser proporcionada a partir de una banda de material según procedimientos conocidos por un experto en la materia. Según la presente realización, los envases 200 son suministrados a la línea de producción 100 en forma de una banda continua de envases (no se muestra). La banda de embalajes se enrolla para ser suministrada en forma de rollo a la línea de producción 100.
Los rollos están dispuestos para ser desenrollados y alimentados a la línea de producción 100. Inicialmente, los envases 200 pueden ser alimentados de costado y posteriormente los envases 200 pueden ser alimentados intermitentemente a lo ancho.
La línea de producción 100 comprende una unidad de llenado 110, una primera unidad de sellado 120, una segunda unidad de sellado 130 y una unidad de llenado de gas 140. La primera unidad de sellado 120 y la segunda unidad de sellado 130 están comprendidas en una realización del dispositivo inventivo para sellar el envase flexible 200. Los envases 200 se manipulan en cada una de estas unidades en orden consecutivo en la dirección indicada por la flecha X en la Fig. 1 y 2. Las unidades 110, 120, 130, 140 están dispuestas a lo largo de una dirección horizontal que es una dirección longitudinal de la línea de producción 100. Además, de acuerdo con la presente realización las unidades 110, 120, 130, 140 están dispuestas esencialmente equidistantes entre sí.
También se ha previsto una unidad de traslado para trasladar los envases flexibles 200 entre las unidades 110, 120, 130, 140. En particular, la unidad de traslado está dispuesta para trasladar los envases 200 desde la primera unidad de sellado 120 a la segunda unidad de sellado 130. Para mayor claridad, la unidad de traslado se ha dejado fuera de las Fig. 1 y 2. Según un ejemplo, la unidad de traslado está dispuesta para trasladar los envases flexibles 200 entre las unidades 110, 120, 130, 140 por medio de un movimiento esencialmente semicircular, en el que los envases flexibles 200 llegan a cada unidad 110, 120, 130, 140 por medio de un movimiento sustancialmente vertical. Según otro ejemplo, la unidad de traslado está dispuesta para trasladar los envases flexibles 200 entre las unidades 110, 120, 130, 140 mediante un movimiento esencialmente horizontal, por el cual los envases flexibles 200 llegan a cada unidad 110, 120, 130, 140 mediante un movimiento sustancialmente horizontal.
En las Figs. 1 y 2 se muestran dos pares de envases flexibles 200, pero se entiende que puede haber más envases 200 en la línea de producción 100 simultáneamente. En particular, puede haber un par de envases flexibles 200 en la unidad de llenado 110 y un par de envases flexibles 200 en la unidad de llenado de gas 140, mientras que los pares de envases flexibles 200 están situados en las unidades de sellado 120 y 130.
Se observa que, para mayor claridad, en las Fig. 1 y 2 sólo se muestra una parte de la línea de producción 100. Evidentemente, puede haber otra parte similar de la línea de producción (no se muestra) para proporcionar el llenado y sellado del otro envase 200 del par de envases flexibles. De hecho, puede haber una pluralidad de líneas de producción para proporcionar el llenado y sellado de una pluralidad de envases flexibles 200. A modo de ejemplo, cada línea de producción puede estar dispuesta para llenar y sellar un par de envases flexibles. La pluralidad de líneas de producción puede ser proporcionada en paralelo.
A continuación se describirá un solo envase 200, pero está claro que cualquier número de envases 200 puede ser tratado de manera similar.
La unidad de llenado 110 está dispuesta para llenar el envase flexible 200 con un producto líquido. En una operación de llenado, un canal de llenado del envase 200 se abre por medio de una ventosa, formando así una abertura. La abertura del envase flexible 200 está definida por dos paredes laterales opuestas del envase. A continuación, se introduce una boquilla de llenado (no se muestra) a través de un orificio 112 formado entre un primer y un segundo medio de sujeción en el canal de llenado por medio de la abertura del envase flexible 200. Más concretamente, cada medio de sujeción comprende dos puntas y, durante la operación de llenado, las puntas del primer y segundo medio de sujeción están dispuestas para ejercer presión entre sí, con lo que se forma el orificio 112. El envase 200 es llenado cuando asume una posición vertical. La boquilla de llenado se introduce en el canal de llenado mediante un desplazamiento vertical relativo entre la boquilla de llenado y el envase 200.
Antes de insertar la boquilla de llenado en la cámara de llenado del envase 200, se dispone un sello superior del envase 200 para ser extraído con el fin de acceder al canal de llenado del envase 200. A modo de ejemplo, esta operación puede realizarse en una unidad de extracción separada comprendida en la línea de producción 100. Además, hay una unidad de separación (no mostrada) situada antes de la unidad de llenado 110 para separar los envases 200 entre sí, es decir, en la que se separa la banda de envases 200 que se suministran en el rollo. En un ejemplo no limitativo, la alimentación de costado a la que se hace referencia anteriormente puede comprender el acto de extraer un sello superior para abrir el canal de llenado del envase 200, así como el acto de separar los envases 200.
En la Fig. 1 y la Fig. 2, los envases flexibles 200 se muestran en estado lleno y sin llenar, respectivamente. Sin embargo, con respecto a la Fig. 2 se observa que una vez que los envases flexibles 200 han pasado por la unidad de llenado 110, se han llenado con el producto líquido como en la Fig. 1, por lo que los envases flexibles 200 asumen un estado expandido en el que las paredes laterales de cada uno de los envases 200 se separan.
La primera unidad de sellado 120 está dispuesta para proporcionar un primer sellado al envase flexible 200. La primera unidad de sellado 120 comprende una primera mordaza de tope 122 y una primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124. Además, la primera unidad de sellado 120 comprende una primera tapa de protección 125 para mantener el envase flexible 200 separado de la primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124.
Del mismo modo, la segunda unidad de sellado 130 está dispuesta para proporcionar un segundo sellado al envase flexible 200. La segunda unidad de sellado 130 comprende una segunda mordaza de tope 132 y una segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134. Además, la segunda unidad de sellado 130 comprende una segunda tapa de protección 135 para mantener el envase flexible 200 separado de la segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134.
Según la presente realización, la primera 120 y la segunda unidad de sellado 130 comprenden los mismos componentes. La Fig. 3 es una vista esquemática de la primera 122 y la segunda 132 mordazas de tope y la primera 124 y la segunda 134 mordazas de sellado calentadas permanentemente que están comprendidas en la primera 120 y la segunda 130 unidades de sellado de las Fig. 1 y 2. Se entiende que las mordazas de tope 122, 132 y las mordazas de sellado calentadas permanentemente 124, 134 tienen una extensión en dirección transversal, es decir, en dirección normal a la superficie plana de la sección transversal que se muestra en la Fig. 3. En la Fig. 2 puede verse que, según la presente realización, un ancho de las mordazas de tope 122, 132, así como un ancho de las mordazas de sellado calentadas permanentemente 124, 134 corresponden sustancialmente a un ancho de una parte superior del envase 200.
Es evidente que, según una realización alternativa, la primera unidad de sellado 120 y la segunda unidad de sellado 130 pueden estar compuestas por diferentes componentes. Por ejemplo, las mordazas de tope y/o las mordazas de sellado pueden tener un diseño diferente.
La primer mordaza de tope 122 comprende una primera muesca de encaje cónico 126 y la segunda mordaza de tope 132 comprende una segunda muesca de encaje cónico 136. La muesca 126 y 136 determinan el ancho del primer y segundo sello, respectivamente. Según la presente realización, las muescas de encaje cónico 126 y 136 están formadas por un material elástico.
En la Fig. 4 se ilustra una vista lateral esquemática de la primera unidad de sellado 120 a la izquierda y la segunda unidad de sellado 130 a la derecha. También se ilustra cómo proporcionar un sello combinado 300 del envase flexible 200 extendiendo transversalmente el canal de llenado del envase flexible 200 en la porción superior del mismo. El sello combinado 300 resultante comprende un primer sello 302 y un segundo sello 304.
Secundariamente, nótese que las posiciones de las primeras 120 y segundas 130 unidades de sellado de la Fig. 4 han sido intercambiadas en comparación con las Figs. 1 y 2.
Como se muestra en la ampliación 4a de la Fig. 4, la primera unidad de sellado 120 está dispuesta para proporcionar el primer sello 302 en el envase flexible 200 por medio de la primera mordaza de tope 122 y la primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124. Más concretamente, en funcionamiento la primera mordaza de tope 122 es presionada hacia la primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124, con lo que se proporciona el primer sello 302 en una porción superior del envase flexible 200, que en funcionamiento se coloca entre la primera mordaza de tope 122 y la primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124. Una primera porción del material en la parte superior del envase 200 se funde por la acción de la primera mordaza de tope 122 y la primera mordaza de sellado calentada permanentemente 124 para formar el primer sello 302.
Además, en la ampliación 4b de la Fig. 4 se muestra que la segunda unidad de sellado 130 está dispuesta para proporcionar el segundo sello 304 en el envase flexible 200 por medio de la segunda mordaza de tope 132 y la segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134. Análogamente a la primera unidad de sellado 120, en funcionamiento la segunda mordaza de tope 132 es presionada hacia la segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134, con lo que el segundo sello 304 se proporciona en una porción superior del envase flexible 200, que en funcionamiento se coloca entre la segunda mordaza de tope 132 y la segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134. Una segunda porción del material en la porción superior del envase 200 se funde por la acción de la segunda mordaza de tope 132 y la segunda mordaza de sellado calentada permanentemente 134 para formar el segundo sello 304. Parte de la segunda porción se superpone con la primera porción.
El segundo sello 304 está desplazado con respecto al primero 302. Más específicamente, el segundo sello 304 está desplazado en dirección longitudinal del envase flexible 200 con respecto al primer sello 302. Este desplazamiento se realiza desplazando la segunda unidad de sellado 130 en una distancia D con respecto a la primera unidad de sellado 120 en dirección vertical, como se muestra en la Fig. 4.
Además, el desplazamiento es tal que el primer sello 302 y el segundo sello 304 se superponen en una región de la porción superior del envase 200, formando así una porción intermedia 316. Así pues, el sello combinado 300 comprende tres porciones: una porción superior 312 formada únicamente por la primera unidad de sellado 120, una porción inferior 314 formada únicamente por la segunda unidad de sellado 130, y una porción intermedia 316 formada por la primera unidad de sellado 120 así como la segunda unidad de sellado 130.
Así, la porción intermedia 316 proporciona una parte más fuerte del sello combinado 300 que la porción superior 312 y la porción inferior 314. En particular, la porción intermedia 316 ha sido prensada y calentada por las primeras 120 y segundas 130 unidades de sellado durante un tiempo más largo en comparación con la porción superior 312 y la porción inferior 314 que han sido prensadas únicamente por la primera unidad de sellado 120 y la segunda unidad de sellado 130, respectivamente.
En la Fig. 5a se muestra una vista frontal esquemática de un envase flexible 200 en posición vertical en la que se ha proporcionado un sello combinado 300 en una porción superior del envase flexible 200 de acuerdo con una realización del concepto inventivo. Se observa que las dimensiones del sello combinado 300 han sido exageradas para fines ilustrativos. Según esta realización, el sello combinado 300 se extiende a través del envase entero 200 en la dirección transversal del envase. En particular, el sello combinado 300 atraviesa un canal de llenado 210 del envase 200, sellando así el producto dentro de un compartimento 202 del envase 200 que está definido por las líneas discontinuas de la Fig. 5a. En particular, la porción intermedia 316 atraviesa el canal de llenado 210 del envase 200 para formar un sello suficiente. Según la representación de la Fig. 5a, el canal de llenado 210 también funciona como una porción de apertura del envase 200.
En la Fig. 5b se muestra una vista frontal esquemática de un envase flexible 200 en posición vertical en la que se ha proporcionado un sello combinado 300 en una porción superior del envase flexible 200 de acuerdo con otra realización del concepto inventivo. Las líneas inclinadas de la Fig. 5b indican una vista transversal del envase 200. Se entiende que el sello combinado 300 comprende un primer sello 302 y un segundo sello 304 como se ha explicado anteriormente, y por lo tanto una porción superior 312, una porción inferior 314 y una porción intermedia 316. El sello combinado 300 atraviesa el canal de llenado 210 del envase 200, sellando así el producto dentro del compartimiento 202 del envase 200. En particular, la porción intermedia 316 atraviesa el canal de llenado 210 del envase 200 para formar un sello suficiente.
Está claro que la Fig. 5b indica una posición ilustrativa del sello combinado 300 y que, según las realizaciones alternativas, el sello combinado 300 puede estar situado en diferentes posiciones. Por ejemplo, el sello combinado 300 puede estar situado más cerca o más lejos de la parte superior del envase 200. También, el sello combinado 300 puede estar desplazado a la izquierda o a la derecha en la Fig. 5b. Sin embargo, es importante que el sello combinado 300 atraviese el canal de llenado 210 dentro del envase 200 para proporcionar un sellado suficiente del envase 200.
El envase flexible 200, según la realización de la Fig. 5b, comprende además una porción de asa 220 que está formada por un conducto llenado con gas 222. Además, el envase 200 comprende una porción de abertura 230 que comprende una lengüeta que puede romperse para permitir al usuario acceder al producto desde el envase 200.
La unidad de llenado de gas 140 está dispuesta para llenar el envase 200 con gas, tal como aire, en el conducto 222 para formar la porción de asa 220 del envase 200 de la Fig. 5b. La unidad de llenado de gas 140 comprende una boquilla (no mostrada) para introducir aire en el conducto 222. La unidad de llenado de gas 140 también está dispuesta para sellar el conducto 222 en una parte superior del mismo para contener el gas en la porción del asa 220.
A continuación se describirá un procedimiento para sellar el envase flexible 200, de acuerdo con una realización del presente concepto inventivo con referencia al diagrama de flujo de la Fig. 6. El procedimiento puede aplicarse en la línea de producción 100 que, en particular, comprende la primera unidad de sellado 120 y la segunda unidad de sellado 130, como se ha descrito anteriormente. El envase flexible 200 es proporcionado a la línea de producción 100 desde una banda de envases como se ha descrito anteriormente.
En primer lugar, el envase flexible 200 es trasladado por medio de la unidad de traslado (no se muestra) a la unidad de llenado 110. En la unidad de llenado 110, el envase flexible 200 se llena con un producto, como un producto líquido (Recuadro 410). Más concretamente, primero se extrae un sello superior del envase 200 para acceder al canal de llenado 210 del envase 200. A continuación, se abre el canal de llenado 210 por medio de la ventosa, formando así una abertura, y la boquilla de llenado es introducida en el canal de llenado 210 y el compartimento 202 es llenado con el producto. A continuación se extrae la boquilla de llenado del canal de llenado 210.
A partir de entonces, el envase flexible 200 es trasladado por la unidad de traslado de la unidad de llenado 110 a la primera unidad de sellado 120 (Recuadro 420). Una vez en la primera unidad de sellado 120, el primer sello 302 es proporcionado en el envase 200 (Recuadro 430) de acuerdo con lo anterior. El primer sello 302 es proporcionado al envase 200 durante un primer tiempo de sellado t i .
El envase flexible 200 es trasladado por la unidad de traslado de la primera unidad de sellado 120 a la segunda unidad de sellado 130 (Recuadro 440). En la segunda unidad de sellado 130, el segundo sello 304 es proporcionado en el envase 200 (Recuadro 450) de acuerdo con lo anterior. El segundo sello 304 es proporcionado al envase 200 durante un segundo tiempo de sellado ti.
El tiempo total de sellado está dado por la suma de los tiempos de sellado primero y segundo, es decir, t = t i + ti . El tiempo total de sellado t se elige para que sea más largo o igual que un tiempo de sellado crítico tcrit que sea lo suficientemente largo para obtener un sellado suficiente. Además, la presión P aplicada al envase 200 entre las mordazas de tope 122, 132 y las mordazas de sellado calentadas permanentemente 124, 134 y la temperatura T de las mordazas de sellado calentadas permanentemente 124, 134 se eligen de manera adecuada para obtener un sellado suficiente. En otras palabras, P > Pcrit y T > Tcrit, donde Pcrit y Tcrit es una presión crítica y una temperatura crítica, respectivamente.
Por lo tanto, los parámetros de operación se establecen para proporcionar el primer y el segundo sello 302. 304. Estos parámetros de operación comprenden un parámetro de tiempo, un parámetro de temperatura y un parámetro de presión. Los parámetros de operación para proporcionar el primer sello pueden ser diferentes de los parámetros de operación para proporcionar el segundo sello.
Los parámetros de operación se establecen de tal manera que se obtiene una característica de sellado por debajo de un valor umbral en dicha porción superior y en dicha porción inferior y de tal manera que se obtiene una característica de sellado igual o superior al valor umbral en dicha porción intermedia.
El valor umbral corresponde a las características de sellado de un sello que ha sido expuesto a un proceso de sellado adecuado para formar un sello suficiente o funcional. El proceso de sellado adecuado para un material y un espesor de material determinados depende de los parámetros de operación: tiempo, temperatura y presión.
De acuerdo con el concepto inventivo, sólo la porción intermedia, formada por el primer y el segundo sello superpuestos, se expone a un proceso de sellado adecuado, es decir, que tiene una característica de sellado igual o superior al valor umbral.
Por último, el envase 200 es trasladado desde la segunda unidad de sellado 130 (Recuadro 460). A partir de entonces, el envase 200 puede ser procesado posteriormente. A modo de ejemplo, el envase 200 puede ser trasladado a la unidad de llenado de gas 140. En la unidad de llenado de gas 140, el conducto 222 puede llenarse de gas con un gas tal como aire, véase el envase de la Fig. 5b. Según la representación de la Fig. 5b, el conducto llenado con gas 222 forma un volumen formado por dos paredes laterales opuestas. Por medio del conducto llenado con gas 222 , la rigidez del envase 200 aumenta.
Además, después de que el envase 200 haya sido provisto de una porción de asa llenada con gas 220, puede ser trasladado a otras unidades en la línea de producción 100. Por ejemplo, el envase 200 puede ser trasladado a una unidad de embalaje en la que el envase 200 se embala en una caja (no se muestra). Antes de ser embalado, el envase 200 puede ser ajustado o alineado a una posición y orientación adecuadas, realizando un desplazamiento rectilíneo del envase 200 y girando el envase 200 alrededor de uno o varios ejes.
Sin embargo, según una realización alternativa, el envase 200 no está provisto de un conducto 222 y no hay necesidad de una unidad de llenado de gas 140 en la línea de producción 100. En la Fig. 5a se presenta un ejemplo no limitante de un envase 200 de este tipo.
Se entiende que el procedimiento descrito anteriormente puede repetirse para una pluralidad de envases 200. Como se ha descrito anteriormente, los envases 200 pueden suministrarse a una línea de producción 100 en una fila. Además, múltiples envases 200 dispuestos uno al lado del otro pueden proporcionarse a la línea de producción 100. Por ejemplo, puede haber un par de envases 200 dispuestos uno al lado del otro como se muestra en la Fig. 2. Además, es evidente que puede haber una pluralidad de líneas de producción 100 dispuestas una al lado de la otra.
En estos casos, una unidad de separación (no mostrada) puede ser situada antes de la unidad de llenado 110 para separar la pluralidad de envases 200 entre sí.
La invención ha sido descrita principalmente con referencia a unas pocas realizaciones. Sin embargo, como es fácilmente apreciable por un experto en la técnica, otras realizaciones distintas a las descritas anteriormente son igualmente posibles dentro del ámbito de la invención, tal como se define en las reivindicaciones de la patente adjunta. Por ejemplo, el orden particular de las distintas unidades incluidas en la línea de producción 100 puede ser variado. En relación con esto, también pueden variar las etapas comprendidas en el procedimiento. Además, la forma particular de las unidades de sellado descritas debe considerarse como no limitativa, ya que existen otras formas de diseñar las unidades de sellado. Por ejemplo, la forma y/o el material de la mordaza de tope pueden ser diferentes. Además, según otras formas de diseño, la mordaza de sellado no tiene que calentarse permanentemente. Por ejemplo, puede haber un miembro calefactor separado dispuesto junto a la mordaza de sellado y/o la mordaza de tope para proporcionar un sellado mejorado mediante un calentamiento intermitente.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para sellar un envase flexible (200) de tipo plegable que comprende
proporcionar un primer sello (302) que se extiende transversalmente a un canal de llenado (210) del envase flexible (200), y
proporcionar un segundo sello (304) que se extiende transversalmente al canal de llenado (210) del envase flexible (200),
superponiéndose dicho segundo sello (304) a dicho primer sello (302) de tal manera que se proporciona un sello combinado (300) que comprende una porción superior (312) formada únicamente por una primera unidad de sellado (120), una porción intermedia (316) formada por la primera (120) y una segunda (130) unidad de sellado, y una porción inferior (314) formada únicamente por la segunda unidad de sellado (130), caracterizado por
el establecimiento de parámetros de operación que comprendan un parámetro de tiempo, un parámetro de temperatura y un parámetro de presión para proporcionar dicho primer sello (302) y para proporcionar dicho segundo sello (302), de manera que se obtenga una característica de sellado por debajo de un valor umbral en dicha porción superior (312) y en dicha porción inferior (314) y de manera que se obtenga una característica de sellado igual o superior al valor umbral en dicha porción intermedia (316).
2. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además trasladar dicho envase flexible (200) de dicha primera unidad de sellado (120) a dicha segunda unidad de sellado (130).
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho primer sello (302) y dicho segundo sello (304) se proporcionan de forma intermitente.
4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dicho primer sello (302) está provisto de un ancho en el rango de 1 a 5 milímetros.
5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicho segundo sello (304) está provisto de un ancho en el rango de 1 a 5 milímetros.
6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho primer y segundo sello (302, 304) se proporcionan de tal manera que la porción intermedia (316) tiene un ancho en el rango de 1 a 5 milímetros.
7. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicho primer y segundo sello (302, 304) se proporcionan extendiéndose en paralelo.
8. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que dicho primer y/o segundo sello (302, 304) es proporcionado por una unidad de sellado (120; 130) que comprende una mordaza de sellado calentada permanentemente (124; 134).
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