ES2906796T3 - Recipiente para líquidos y método para la fabricación del mismo según las necesidades y en el momento oportuno en el sitio de envasado - Google Patents

Recipiente para líquidos y método para la fabricación del mismo según las necesidades y en el momento oportuno en el sitio de envasado Download PDF

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Abstract

Recipiente para líquidos, que consta de al menos dos capas (11, 12) de un material compuesto de cartón hecho de papel kraft (18) arrollado en una dirección perpendicular a su eje para obtener un cilindro hueco como cuerpo de la lata (2), en donde las juntas de conexión (15, 16) de las al menos dos capas (11, 12) de material compuesto de cartón están en puntos desplazados con respecto a la circunferencia de los arrollamientos y un lado (6) del cilindro hueco abierto así formado está cerrado con un elemento de base (4) y el otro lado abierto (7) del cilindro hueco o el cuerpo de la lata puede cerrarse o está cerrado de la misma manera con una tapa (5) con un cierre después del envasado, caracterizado por que, para la capa más interior, los bordes se conectan a tope en la dirección de arrollamiento, mientras que la lámina más interior de la capa más interior, es decir, la lámina de barrera, se solapa con el papel kraft (18) en sus bordes en la dirección de arrollamiento, o bien las zonas de borde de la capa más interior se solapan conjuntamente en la dirección de arrollamiento, en donde en ambos casos los solapamientos, después de su doblado en ángulo recto quedan en contacto entre sí, con sus láminas de barrera alejadas de la capa arrollada (11), se sueldan entre sí y luego se pliegan a un lado sobre la capa y se encolan a la misma, mientras que para cada capa adicional (14, 12), las zonas de borde se solapan en la dirección de arrollamiento, en donde las zonas solapantes (45) están cortadas o rectificadas en todo su espesor oblicuamente en una superficie biselada (44) o formando un escalón (21), de manera que las zonas solapantes quedan superpuestas en unión positiva y dichas zonas solapantes (45) no resultan más gruesas que el espesor del propio material compuesto de cartón.

Description

DESCRIPCIÓN
Recipiente para líquidos y método para la fabricación del mismo según las necesidades y en el momento oportuno en el sitio de envasado
La invención se refiere a un recipiente para líquidos en gran parte degradable de forma natural, en particular también a un recipiente para bebidas, que también puede utilizarse para bebidas gaseosas en lata como, por ejemplo, agua mineral carbonatada, bebidas azucaradas, bebidas energéticas o cervezas porque, como característica especial para este fin, es suficientemente resistente a la presión. En otras realizaciones aún más resistentes, es adecuado para todo tipo de latas de espray con presiones interiores aún mayores. Además, la invención se refiere a un proceso técnico de fabricación y logística que permite que, con el uso de una lata de bebidas de este tipo, los envasadores de bebidas y, sobre todo, los envasadores de latas, puedan fabricar los envases en el sitio y según las necesidades, de forma sincronizada con una instalación envasadora existente. De este modo se ahorra mucho espacio y costes de almacenamiento y se es independiente del suministro de envases vacíos. Además, para la introducción de este nuevo recipiente para líquidos o recipiente para bebidas, los envasadores tradicionales no tienen que modificar sus instalaciones de envasado de latas, sino que pueden continuar usándolas sin problemas. Pueden fabricar las latas por sí mismos, y el espacio requerido para ello es una pequeña fracción del espacio requerido para el almacenamiento provisional, hasta ahora imprescindible, de latas de aluminio vacías para su envasado posterior. El documento GB2449747A se refiere a un recipiente de envasado formado por dos hojas que se colocan superpuestas y desplazadas entre sí, de modo que resultan dos zonas en las que las hojas no se solapan. Luego, las hojas se doblan para superponer las dos zonas y pegarlas. El documento WO9959882A1 muestra un recipiente para líquidos según el preámbulo de la reivindicación 1 y se refiere a un recipiente para bebidas carbonatadas como cerveza, vinos espumosos y refrescos, que puede ser enteramente de material vegetal como cartón. En otras formas de la invención, pueden proporcionarse láminas adicionales, por ejemplo, de plástico o material no tejido. El documento US2004052987 se refiere a una lata en la que un elemento estructural primario es una lámina de papel o cartón provista por cada lado de al menos una lámina de protección y una lámina de barrera.
Como recipientes para bebidas convencionales se conocen desde siempre las botellas de vidrio, después, más recientemente, los envases de material compuesto y las botellas de PET, así como las latas de aluminio, que se utilizan especialmente para bebidas gaseosas, por ejemplo, bebidas carbonatadas y cervezas. Esto se debe a que en estas bebidas gaseosas se generan presiones considerables en el interior del recipiente, de hasta 1,1 MPa (11 bar), y hasta ahora, en lo que se refiere a las latas, la resistencia a la presión necesaria solo se atribuía a las latas de aluminio. Por lo tanto, las latas de aluminio son muy comunes hoy en día. El mercado mundial de este tipo de latas de bebidas abarca alrededor de 300.000 millones de unidades al año y crece continuamente a un ritmo del 2-4 % anual (fuente: Beverage Can Makers Europe BCME 2015). El mercado está dominado por tres grandes proveedores de latas de aluminio y en los últimos años se ha visto poca innovación en este sector.
Las latas de bebidas conocidas son de aluminio u hojalata. Actualmente, su fabricación, logística, envasado y reciclaje pueden describirse como totalmente desarrollados, como demuestran las enormes cifras de ventas de alrededor de 300.000 millones de latas al año. No obstante, estas latas de bebidas tienen desventajas inherentes al sistema. En primer lugar, requieren un alto consumo de recursos. En principio, el aluminio no es un producto barato. Su fabricación consume grandes cantidades de energía y deben superarse largas rutas de transporte, desde la extracción de la bauxita hasta el suministro de una lata de aluminio acabada vacía a un envasador de latas. Las latas de aluminio también se consideran ya como "energía fría". ¡Una sola lata de aluminio de 355 ml corresponde a un equivalente energético de más de 1 dl de gasolina! Sin embargo, la lata de aluminio ha triunfado a nivel mundial porque es resistente a la presión, es decir, puede usarse con confianza para bebidas gaseosas en las que se genera una presión de hasta 1,1 MPa (11 bar), que puede ser todavía considerablemente superior para otras aplicaciones en lugar de bebidas, por ejemplo, esprays, etc. En cualquier caso, se trata de presiones que los envases de material compuesto no pueden soportar y que pueden ser críticas a la hora de utilizar botellas de PET. Probablemente todo el mundo haya oído hablar de botellas de PET explotadas. Además, las latas de aluminio para bebidas son muy estables, fáciles de manejar y se necesita aplicar relativamente gran fuerza para que dejen de ser herméticas. Además, no sólo se utilizan para bebidas, sino también para esprays de todo tipo, para esprays de pintura, lacas para el cabello, aerosoles, etc., por lo que existen diversas latas de espray de diferentes tamaños para todo tipo de principios activos, por ejemplo, contra insectos, como productos de limpieza, etc.
Sin embargo, muchos consumidores con visión de futuro no pueden dejar de considerar que tiene poco sentido e incluso es un desperdicio utilizar para el envasado temporal de, por ejemplo, solo 2,5 dl de una bebida, una lata de aluminio completa que después de unos sorbos se vacía y se desecha. Además, con demasiada frecuencia este desechado se realiza descuidadamente. Una lata de aluminio arrojada al medio natural permanece allí hasta que alguien la recoge. No se pudre ni se oxida, sino que permanece intacta durante inmensos períodos de tiempo, de hecho, es prácticamente indestructible. También se conocen cada vez más casos en los que animales salvajes y, sobre todo, animales domésticos tragan pequeños fragmentos de latas de aluminio mientras pastan y mueren miserablemente o tienen que ser descartados por el propietario porque estas partes son indigeribles y lesionan los órganos interiores de los animales. Después de todo, la vista de toda lata de aluminio desechada por descuido, ya sea en áreas urbanas o habitadas, o más aún en el medio natural, es perturbadora y muy molesta para cualquier persona razonable. Desafortunadamente, hay bastante gente a la que esto no le preocupa. Las numerosas latas de aluminio vacías desechadas de esta manera, que se encuentran por el suelo, por ejemplo, alrededor de las estaciones ferroviarias o los puestos de bebidas, son una triste prueba de ello. En principio, las latas de aluminio contribuyen significativamente a los residuos domésticos. Mientras que una botella de PET puede experimentar una reducción de volumen casi total cuando se incinera o es razonablemente reciclable, una lata de aluminio aporta un gran volumen a los residuos domésticos en relación con su contenido anterior. Aunque la mera fracción en peso de las latas de aluminio en los desechos reciclables es solo de aproximadamente el 1,9 %, la fracción en peso de las emisiones por tonelada de las escorias desechables depositables en vertederos producidas finalmente a partir de estas representa el 14 % de dichas emisiones, según el Container Recycling Institute, 4361 Keystone Ave., Culver City, CA 90232, Estados Unidos. Los recipientes para bebidas hechos de estos materiales, que generan tales cantidades de residuos y requieren un reciclaje intensivo en energía, ya no se ajustan hoy en día al aspecto de la sostenibilidad, especialmente porque los envases y los residuos domésticos producidos por la población aumentan constantemente y actualmente suponen en todo el mundo aproximadamente 16 km3 por día: ¡un cubo con un lado de poco más de 2,5 km de longitud!
Otro aspecto importante se refiere a la logística en relación con los recipientes para bebidas. De acuerdo con la práctica actual, las latas de aluminio se fabrican centralmente en un sitio adecuado y se suministran vacías a los distintos envasadores de latas. Por fuerza, tienen que transportarse enormes cantidades de envases vacíos y, por lo tanto, de aire, por la región, lo que tiene poco sentido. Dado que los envasadores de latas siempre deben tener suficientes envases vacíos en reserva para evitar cuellos de botella durante el envasado, se ven obligados a mantener grandes almacenes con las correspondientes necesidades de espacio y los correspondientes compromisos de capital. Las latas se envasan luego en el sitio y son tapadas por la planta envasadora.
Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de lograr un recipiente para líquidos de una manera constructivamente sencilla y económica, que sea adecuado, entre otras cosas, como lata de bebidas, que cumpla con el principio de la sostenibilidad, es decir, esté hecho en gran parte de material renovable, y en donde el cuerpo de la lata sea degradable en el medio natural y fácil de reciclar. Este recipiente para líquidos también debe ser resistente al calor, para que las bebidas envasadas en él puedan pasteurizarse. Además, el recipiente para líquidos debe poder fabricarse según las necesidades, en el momento oportuno y sin gran requerimiento de espacio, de manera descentralizada y con poco gasto técnico y energético en una planta envasadora de latas, por lo que su fabricación también debe poder acoplarse en tiempo real con una instalación de envasado, y además debe ser más económico de fabricar que una lata de aluminio.
El objetivo también comprende mostrar y especificar un método para la fabricación de un recipiente para líquidos semejante en el sitio de envasado. Este método debe poder implementarse sin gran requerimiento de espacio, con poco gasto técnico y energético, y debe poder interrumpirse en cualquier momento y así permitir una fabricación según las necesidades y en el momento oportuno, de modo que dicha fabricación pueda acoplarse directamente y de forma sincronizada con el envasado posterior de las latas en una estación de envasado convencional. También debe ser posible fabricar latas para diferentes volúmenes de envasado en la misma instalación, dependiendo de las necesidades actuales. Por lo tanto, la instalación de producción para la fabricación de las latas debe poder integrarse en las instalaciones existentes de las plantas envasadoras de latas para el envasado de latas de aluminio convencionales.
Este objetivo se consigue en primer lugar mediante un recipiente para líquidos según la reivindicación 1.
se sueldan entre sí y luego se pliegan a un lado sobre la capa y se encolan a la misma, mientras que para cada capa adicional, las zonas de borde se solapan en la dirección de arrollamiento, en donde las zonas solapantes están cortadas o rectificadas en todo su espesor oblicuamente en una superficie biselada o formando un escalón, de manera que las zonas solapantes quedan superpuestas en unión positiva y dichas zonas solapantes no resultan más gruesas que el espesor del propio material compuesto de cartón, y por que las juntas de conexión de las al menos dos capas de material compuesto de cartón están situadas en puntos desplazados con respecto a la circunferencia de los arrollamientos y además por que un lado del cilindro hueco abierto así formado está cerrado con un elemento de base y el otro lado abierto del cilindro hueco o el cuerpo de la lata puede cerrarse o está cerrado de la misma manera con una tapa con un cierre después del envasado.
El objetivo se consigue además mediante un método según la reivindicación 13.
Un recipiente para líquidos fabricado de esta manera, es decir, una lata de bebidas semejante con estas propiedades, ofrece la ventaja de que, mediante el uso generalizado de materias primas renovables y láminas de cartón para bebidas con certificación FSC©, se logran valores de CO2 significativamente inferiores y un mejor equilibrio ambiental que con las latas de aluminio. La lata de cartón es reciclable al 100 %. El cuerpo de la lata es degradable y los elementos de la tapa y la base son reciclables. Hasta ahora, en la industria correspondiente existía la considerable reserva de que la resistencia a la presión requerida no podía lograrse con una lata hecha de un material degradable no metálico, al menos no de manera permanente y suficientemente segura. Pero después de varios años de desarrollo, ahora ha sido posible fabricar un recipiente semejante con suficiente resistencia a la presión, que además puede diseñarse conforme a las exigencias del mercado y puede integrarse perfectamente en las instalaciones para el envasado posterior de las latas.
El proceso de fabricación se explica mediante los dibujos y la estructura de este recipiente para líquidos se muestra y describe mediante ejemplos de latas de bebidas. Otros detalles, características y ventajas del objeto de la invención resultan de la descripción siguiente en relación con estos dibujos, en los que, por ejemplo, se representan formas de realización preferidas del recipiente para líquidos según la invención en forma de latas de bebidas.
Las figuras muestran en detalle lo siguiente:
la figura 1: una vista despiezada del recipiente para líquidos según la invención en forma de una lata de bebidas según una primera forma de realización;
la figura 2: una vista esquemática de una sección a través de la lata de bebidas de la figura 1 hecha de dos capas, representadas muy ampliadas;
la figura 3: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas según una segunda forma de realización de tres capas con las capas representadas muy ampliadas;
la figura 4: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas para mostrar cómo la capa más interior, recubierta en su lado interior con un material de barrera como material sellante y representada muy ampliada, se arrolla sobre un mandril, con los dos bordes que van a soldarse de la lámina de material de barrera sobresaliendo hacia el exterior;
la figura 5: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas para mostrar cómo esta capa más interior se une a tope y la lámina de material de barrera se guía al exterior, después se suelda conjuntamente y luego se pliega sobre el lado exterior de la capa y se suelda a este;
la figura 6: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas con una primera capa con una lámina de barrera en su lado interior, en donde las dos zonas de borde de la capa se solapan en el arrollamiento, se guían al exterior, después se sueldan conjuntamente con las láminas de barrera y luego se pliegan sobre la capa arrollada y se encolan con cola;
la figura 7: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas con otra capa arrollada alrededor, representada muy ampliada, con una junta desplazada en relación con el tope y formada por zonas de borde escalonadas que se solapan entre sí para el pegado de las mismas;
la figura 8: una vista esquemática de una sección a través de una lata de bebidas con una tercera capa adicional arrollada alrededor, representada muy ampliada, con una junta formada por zonas de borde escalonadas que se solapan entre sí para el pegado de las mismas, dispuesta en el lado de la circunferencia opuesto a la junta de la capa intermedia;
la figura 9: el primer paso en la fabricación de una lata de bebidas, a saber, el desenrollado del cartón o papel kraft para preparar un material compuesto o laminado de cartón;
la figura 10: la conexión de las dos zonas de borde situadas en la dirección de arrollamiento de una capa arrollada de material compuesto de cartón sobre una superficie biselada inclinada rectificada de manera específica;
la figura 11: la conexión de las dos zonas de borde situadas en la dirección de arrollamiento de una capa arrollada de material compuesto de cartón sobre un escalón cortado o rectificado de manera específica en la zona de borde; la figura 12: el segundo paso en la fabricación de una lata de bebidas, a saber, el encolado del lado interior de la capa más exterior de material compuesto de cartón con lado exterior de la capa central y el recubrimiento del lado interior de la capa central con cola;
la figura 13: la formación de las juntas soldadas después de envolver un mandril estacionario con la capa más interior de material compuesto de cartón y el avance de la envoltura sobre el mandril;
la figura 14: la envoltura subsiguiente de un mandril estacionario con el material compuesto de cartón multicapa para producir otras envolturas encoladas sobre la capa arrollada más interior ya aplicada y soldada;
la figura 15: el corte de secciones tubulares como cuerpos de lata de la longitud deseada abiertos por ambos lados mediante una guillotina que se desplaza sincronizadamente;
la figura 16: el ensanchamiento del borde del cuerpo de la lata por medio de un rodillo de acero sobre el borde interior redondeado de un cilindro hueco de acero;
la figura 17: el cierre de uno de los lados abiertos del cuerpo de la lata con una base de lata en el momento del aporte de la base con una zona de borde que sobresale radialmente para el rebordeado;
la figura 18: el rebordeado del borde de la base o la tapa junto con el saliente radial de la base de la lata en el extremo abierto del cuerpo de la lata;
la figura 19: otra variante de una base o tapa con contorno preformado representada en sección diametral, con un anillo sellante a base de silicona;
la figura 20: el cierre de uno de los lados abiertos del cuerpo de la lata con una base de lata en un sistema de transferencia rotativa;
la figura 21: el envasado de las secciones tubulares cerradas por un lado con una base después de voltear hacia arriba su lado abierto en un sistema de transferencia rotativa;
la figura 22: el cierre del lado superior del cuerpo de la lata envasada con un elemento de tapa con un cierre integrado en un sistema de transferencia rotativa;
la figura 23: la lata acabada representada como sección longitudinal en alzado, con los bordes herméticos rebordeados en la base y la tapa.
Antes de pasar a las figuras individuales, se describirá el recipiente para líquidos según la invención de manera muy general y se mencionarán sus ventajas: El recipiente para líquidos, especialmente también en su realización como lata de bebidas, está diseñado como recipiente a presión y para este propósito tiene un cuerpo de la lata de diseño cilíndrico hueco que comprende un espacio interior para el alojamiento de una bebida, un elemento de base y un elemento de tapa, en donde el elemento de la base cierra un primer extremo longitudinal del cuerpo de la lata de diseño cilíndrico hueco y el elemento de la tapa cierra un segundo extremo longitudinal del cuerpo de la lata de diseño cilíndrico hueco 10. El cuerpo de la lata incluye al menos una capa de material interior arrollada y una capa de material exterior arrollada, es decir, al menos dos envolturas o capas de material compuesto de cartón o papel kraft, en donde las capas se extienden exactamente 360° o, en otra realización, se extienden algo más de una envoltura completa. Son posibles combinaciones de capas con exactamente la longitud de una envoltura y aquellas algo mayores. Estas capas se arrollan en ángulo recto con respecto al eje del cuerpo de la lata que se va a producir, lo que da como resultado una resistencia máxima a la presión, ya que entonces los solapamientos necesarios y, por lo tanto, las juntas tienen una longitud mínima. Por el contrario, los arrollamientos helicoidales, en los que los bordes longitudinales de las bandas arrolladas se unen para formar solapamientos y juntas ajustados, requieren juntas más largas. Dichos arrollamientos también se conocen como arrollamientos en espiral y hasta ahora se encuentran, por ejemplo, en bombas de mesa cilíndricas, recipientes para chips apilados unos encima de otros o como recipientes para todo tipo de productos adecuados. La capa de material interior arrollada de la lata, que ahora por primera vez es resistente a la presión y al calor, tiene una junta interior que discurre axialmente y está formada por un material compuesto de cartón o una lámina de papel kraft que están recubiertos unilateralmente, en la superficie lateral de cara al espacio interior de la lata, con un compuesto de barrera hermético a los gases y los olores, y la capa de material exterior arrollada tiene una junta exterior y está formada de una lámina de papel kraft, en donde la junta formada por el solapamiento está dispuesta desplazada en relación con la de la capa de material interior, con respecto a la circunferencia de la lata. Si hay presente una tercera capa de material compuesto de cartón, su solapamiento o junta está de nuevo dispuesta desplazada en relación con la junta de la capa ahora central, con respecto a la circunferencia de la lata.
Con este recipiente para líquidos se proporciona de manera constructivamente sencilla y económica un recipiente para bebidas o una lata de bebidas cilíndrica, que se caracteriza por una estructura sencilla y que se distingue por el uso de materiales reciclables. Sorprendentemente, una lata de bebidas de este tipo puede diseñarse y fabricarse con suficiente resistencia a la presión, en particular al constar de varias capas y envolturas, de modo que también puede usarse para bebidas carbonatadas, así como para bebidas no carbonatadas y resiste fácilmente presiones de hasta 1,1 MPa (11 bar), aunque esté hecha principalmente de simple material compuesto de cartón. Por tanto, excepto por un recubrimiento interior mínimo, es enteramente de material de cartón o papel kraft, por lo que el recipiente para bebidas es considerablemente más respetuoso con el medio ambiente y fácil de desechar en comparación, por ejemplo, con las latas de bebidas hechas de hojalata y simplemente puede ponerse en el contenedor de papel. Esta lata de bebidas también es segura en relación con la legislación alimentaria. Según la invención, el cuerpo de la lata es de cartón o incluso de papel, es decir, papel kraft, y ya no es de aluminio. El sellado de la capa de material interior mediante un compuesto de barrera estándar logra una barrera perfectamente hermética frente a vapores, olores, grasas y oxígeno. Este compuesto de barrera se aplica con una extrusora mediante un método de fundición en caliente. Como material para el compuesto de barrera se adecúan una lámina de poliolefina y al menos una lámina de un adhesivo. Si es necesario, puede utilizarse adicionalmente una lámina de aluminio, en cuyo caso, el peso superficial total de esta capa más interior es de aproximadamente 60 g/m2 a 130 g/m2. En otra alternativa, el compuesto de barrera puede comprender adicionalmente una lámina de un copolímero de etileno y alcohol vinílico, con lo que puede alcanzarse un peso superficial total de 50 g/m2 a 100 g/m2.
La lámina de papel kraft de la capa de material exterior está recubierta unilateralmente, en el lado de cara al espacio interior de la lata, con una lámina de poliolefina. El uso de este material también contribuye a la sostenibilidad del recipiente para bebidas. Esta lámina de poliolefina tiene un peso superficial de al menos 10 g/m2 y como máximo de 50 g/m2 y es de polietileno PE o poli(tereftalato de etileno) PET. Ha resultado ser ideal un peso superficial de 20 g/m2. Aquí puede aprovecharse el ventajoso efecto de barrera del poli(tereftalato de etileno) PET. Además, este material hace que sea mucho más fácil reciclar la lata de bebidas fabricada con mismo. Por lo tanto, esta lata de bebidas hace una importante contribución a la protección del medio ambiente y a la reducción de los residuos desechables. Este recipiente para líquidos no se limita únicamente a la forma de una lata de bebidas. También son concebibles otras formas de diseño del recipiente para líquidos. Especialmente como lata de bebidas y debido a que estas se ponen en circulación en cantidades tan considerables, cumple con los requisitos de sostenibilidad de los envases mucho mejor que las conocidas latas de aluminio. 12
En vista de que la lata de bebidas sirve como envase y por consiguiente existe el deseo de identificar su contenido en el exterior, la lámina de papel kraft de la capa de material exterior está diseñada para poder imprimirse o pintarse a prueba de agua unilateralmente, en el lado exterior opuesto al espacio interior de la lata. Esto significa que se dispone de superficies exteriores sobre las que pueden imprimirse o pintarse mensajes publicitarios. Preferiblemente, la capa de material interior arrollada y la capa de material exterior arrollada están encoladas entre sí en toda su superficie. De esta manera se asegura que las juntas permanezcan dispuestas desplazadas relativamente entre sí con respecto a la circunferencia de la lata y se aumenta la resistencia a la presión.
Para aumentar la estabilidad de este recipiente para líquidos o esta lata de bebidas de forma respetuosa con el medio ambiente, se produce ventajosamente una envoltura triple aplicando entre la capa de material interior arrollada y la capa de material exterior arrollada al menos una capa de material intermedia arrollada que también está formada por una lámina de papel kraft, en donde la capa de material interior, la al menos una capa de material intermedia y la capa de material exterior están encoladas entre sí en toda la superficie de las láminas opuestas de papel kraft. La al menos una capa de material intermedia arrollada tiene una junta intermedia que está dispuesta desplazada en relación con la junta interior y la junta exterior, con respecto a la circunferencia del arrollamiento. La disposición desplazada de la junta interior, la junta intermedia y la junta exterior resulta ser particularmente ventajosa en términos de hermeticidad y resistencia a la presión para el envasado de bebidas carbonatadas.
Ha resultado ser especialmente ventajoso un compuesto de barrera formado por una lámina de poliolefina con al menos una lámina de un adhesivo. Para aumentar la estabilidad mecánica de la capa de material interior cuando se trata de lograr una resistencia a la presión particularmente alta, para presiones de 1,1 MPa (11 bar) y más, el compuesto de barrera puede comprender además una lámina de aluminio y tener un peso superficial total de al menos 60 g/m2 y como máximo de 130 g/m2. Sin embargo, la elección del material aumenta solo de manera insignificante el peso del recipiente para líquidos, mientras que, con una elección adecuada del material, la capa de material interior adquiere mayor resistencia. 13
Alternativamente, para aumentar la estabilidad mecánica del compuesto de barrera, en lugar de una única lámina de aluminio, puede usarse además una lámina de un copolímero de etileno y alcohol vinílico y el peso superficial total es entonces de al menos 50 g/m2 y como máximo de 100 g/m2. El copolímero de etileno y alcohol vinílico también tiene las propiedades necesarias para la formación de una barrera. En otra realización alternativa con mayor estabilidad mecánica, también puede usarse una lámina de poli(alcohol vinílico) como compuesto de barrera, con un peso superficial total de al menos 50 g/m2 y como máximo de 100 g/m2. En ello, el poli(alcohol vinílico) tiene una alta resistencia a la tracción y flexibilidad.
Para un peso total reducido del recipiente para líquidos, es adecuada una lámina de papel kraft con un peso superficial de al menos 60 g/m2 y como máximo de 180 g/m2. Para una buena resistencia a la presión de la lata, el elemento de la base y/o el elemento de la tapa se fabrican de metal, preferiblemente de aluminio, como es habitual. De esta manera, puede aumentarse la estabilidad mecánica del cuerpo de la lata sin que la superficie lateral del cuerpo de la lata deba reforzarse con una capa adicional o con el uso de un material correspondientemente más estable. Como consecuencia de su material de construcción y de su fabricación, este recipiente para líquidos también ofrece tal resistencia al calor que las bebidas envasadas en él, por ejemplo, en el caso de la leche, pueden pasteurizarse por calentamiento.
A continuación, las figuras individuales se describen y explican con más detalle. En la figura 1 se muestra un recipiente para líquidos según la invención en forma de lata de bebidas 1 en una vista esquemática despiezada. La lata de bebidas 1 comprende una sección tubular o un cuerpo de lata cilíndrico hueco 2 con un espacio interior 3 en la lata que sirve para alojar la bebida, así como un elemento de base 4 y un elemento de tapa 5. El elemento de la base 4 sirve para cerrar un primer extremo longitudinal 6 del cuerpo de la lata 2, mientras que el elemento de la tapa 5 está destinado a cerrar un segundo extremo longitudinal 7 del cuerpo de la lata 2. El elemento de la base 4 y el elemento de la tapa 5 están hechos de metal, preferiblemente de aluminio. Esta lata de bebidas 1 puede tener una altura de 100 mm a 250 mm con un diámetro de 35 mm a 600 mm, en donde se prefiere una altura de 100 mm con un diámetro de 45 mm a 70 mm. 14
La figura 2 muestra una primera variante con un cuerpo de la lata de dos capas en una sección transversal, con las capas representadas muy ampliadas, en términos generales. Una primera lámina de papel kraft 18 una lámina de poliolefina incorporada como compuesto de barrera se arrolló como capa interior 11 sobre un mandril de acero cilíndrico central y los bordes situados en la dirección de arrollamiento se encolaron o soldaron en una primera junta 15. Una segunda lámina de papel kraft 18, también con una lámina de poliolefina incorporada como compuesto de barrera, se arrolló entonces como capa de material exterior 12 sobre la primera capa 11, de manera que los bordes situados en la dirección de arrollamiento se soldaron o encolaron en una junta 16, en un lado del cuerpo de la lata 2 opuesto a la junta 15, para así producir un cuerpo de lata 2 con un interior de la lata hueco 3.
En la figura 3 se muestra una segunda forma de realización del recipiente para bebidas 1 en una sección transversal a través del cuerpo de la lata 2, de modo que puede apreciarse que esta segunda forma de realización difiere únicamente de la primera forma de realización según la figura 2 por la estructura del cuerpo de la lata 2 que, en esta forma de realización, consta de tres capas de material 11, 14, 12, en lugar de solo dos capas. La siguiente descripción se aplica a ambas formas de realización y aborda las diferencias entre las mismas.
En las dos formas de realización, que se muestran en las figuras 2 y 3, el cuerpo de lata 2 comprende una capa de material interior arrollada 11 y una capa de material exterior arrollada 12. En la segunda forma de realización según la figura 3, hay una capa de material adicional, a saber, una capa de material intermedia arrollada 14, dispuesta entre la capa de material interior 11 y la capa de material exterior 12. También puede disponerse más de una capa de material intermedia 14 entre la capa de material interior 11 y la capa de material exterior 12, en donde se ha demostrado que tres capas intermedias de material 14 representan una especie de máximo y no es necesario un aumento adicional del número de capas intermedias para aumentar la estabilidad.
La capa de material interior 11, la capa de material exterior 12 y, en la segunda forma de realización, la capa de material intermedia 14 se desenrollan de rollos de material en banda 25. Después sus zonas de borde se rectifican en una máquina, de manera que formen una superficie biselada o un escalón, para que posteriormente las zonas de borde solapadas no resulten más gruesas que las de la propia capa de material compuesto de cartón. A continuación, las bandas de material se arrollan sobre un mandril en dirección perpendicular a su dirección de desplazamiento y en ángulo recto con respecto al cuerpo de la lata 2 para la fabricación del cuerpo de la lata 2 y la lata cerrada 1 posterior. Las regiones de borde de las capas de material individuales que ahora se solapan se conectan entre sí en unión positiva mediante encolado. En consecuencia, la capa de material interior arrollada 11 tiene una junta interior 15 y la capa de material exterior 12 una junta 16 exterior. Por consiguiente, en la segunda forma de realización, la capa de material intermedia 14 tiene una junta intermedia 17.
Para la función y la estética del recipiente para líquidos, en particular también de una lata de bebidas, es esencial que las juntas individuales 15, 16 y en su caso 17 no estén dispuestas en posiciones idénticas en la circunferencia, como puede apreciarse en la figura 3, sino que la junta interior 15, la junta exterior 16 y, en el segundo ejemplo de realización, adicionalmente la junta intermedia 17 estén dispuestas en diferentes posiciones en la circunferencia después de que las capas de material 11, 12 y en su caso 14 se hayan encolado entre sí. En ello, no reviste gran importancia si la junta interior 15 está dispuesta desplazada 180° en relación con la junta exterior 16, como se muestra en la figura 2, o si las juntas 15, 16 y 17 están dispuestas desplazadas entre sí sólo aproximadamente 15°. Lo único importante es que las juntas 15, 16 y en su caso 17 estén desplazadas relativamente entre sí y no se sitúen en la misma posición en la circunferencia del cuerpo de la lata 2.
Como material básico, la capa de material interior 11 y la capa de material exterior 12 están formadas respectivamente por una lámina de papel kraft 18, en donde la capa de material intermedia 14, si está presente, también está formada por una lámina de papel kraft 18. Cada lámina de papel kraft 18 tiene un peso superficial de al menos 40 g/m2 y como máximo de 180 g/m2, en donde se prefiere un peso superficial de al menos 80 g/m2 y como máximo de 120 g/m2. Como material básico alternativo, también puede considerarse un papel para sacos con alta resistencia al desgarro.
En las dos formas de realización según las figuras 2 y 3, la lámina de papel kraft 18 de la capa de material exterior 12 está recubierta unilateralmente en la superficie lateral exterior opuesta al espacio interior de la lata 163 con una lámina de poliolefina 19 como compuesto de barrera. Esta estructura bicapa de la capa de material exterior 12 se indica esquemáticamente mediante la línea discontinua, en donde la representación de las figuras 2 y 3 no reproduce los espesores de capa reales. La lámina de poliolefina 19 tiene un peso superficial de al menos 10 g/m2 y como máximo de 40 g/m2, en donde se prefiere un peso superficial de 20 g/m2. Además, la lámina de poliolefina 19 puede estar o no provista de propiedades semipermeables. Como alternativa no mostrada a la lámina de poliolefina 19, la lámina de papel kraft 18 de la capa de material exterior 12 puede estar diseñada para poder imprimirse o pintarse a prueba de agua unilateralmente, en la superficie lateral exterior opuesta al espacio interior de la lata 3.
Además, en las dos formas de realización según las figuras 2 y 3, la capa de material interior 11 está recubierta unilateralmente en la superficie lateral de cara al espacio interior de la lata 3 con un compuesto de barrera 20 hermético a los gases y los olores. También aquí, la estructura bicapa se indica esquemáticamente mediante la línea discontinua en las figuras respectivas. El propio compuesto de barrera 20 es, a su vez, de diseño multicapa y comprende una lámina de poliolefina y al menos una lámina de un adhesivo. Además, el compuesto de barrera 20 también puede tener una lámina de aluminio, de un copolímero de etileno y alcohol vinílico o de poli(alcohol vinílico). En caso de una lámina adicional de aluminio, el compuesto de barrera 20 tiene un peso superficial total de al menos 60 g/m2 y como máximo de 130 g/m2, preferiblemente de 110 g/m2. Con una lámina adicional de un copolímero de etileno y alcohol vinílico o poli(alcohol vinílico) en lugar de aluminio, el compuesto de barrera 20 tiene un peso superficial total de al menos 50 g/m2 y como máximo de 100 g/m2, preferiblemente de 70 g/m2.
Teniendo en cuenta la estructura en capas anterior, puede apreciarse que, en la primera forma de realización según la figura 2, la capa de material interior arrollada 11 y la capa de material exterior arrollada 12 están encoladas entre sí en toda la superficie de las superficies laterales opuestas de las respectivas capas de papel kraft 18. En la segunda forma de realización según la figura 3, la capa de material interior 11, la capa de material intermedia 14 y la capa de material exterior 12 están encoladas entre sí en toda la superficie de las láminas de papel kraft 18 opuestas entre sí.
En resumen, este recipiente para líquidos, que se describe utilizando el ejemplo de una lata de bebidas, está fabricado principalmente de material de cartón y es adecuado tanto para bebidas carbonatadas como no carbonatadas. Se trata aquí de un recipiente para líquidos preferiblemente con tres partes y fabricado en línea, principalmente cilíndrico, para una absorción de presión uniforme, en donde teóricamente son posibles otras formas como, por ejemplo, la forma de un barril de cerveza de 5 litros. En cualquier caso, el recipiente para líquidos comprende un cuerpo de lata 2 hecho de un compuesto multicapa de cartón y de barrera, así como una base del recipiente 4 hecha de metal, preferiblemente de aluminio, y una tapa del recipiente 5 hecha de metal, preferiblemente también de aluminio. El recipiente para líquidos puede estar equipado mediante una pintura para su uso en el sector de las bebidas. La tapa del recipiente 5 puede estar provista además de un dispositivo de apertura conocido, preferiblemente un anillo de tracción, en donde también pueden preverse medios que permitan que se vuelva a cerrar.
Según el método especial para la fabricación según las necesidades y en el momento oportuno de un recipiente para líquidos semejante, que también sea adecuado como lata de bebidas, el recipiente para líquidos se fabrica directamente en el sitio de envasado, como gran ventaja frente a las latas de aluminio, y siempre precisamente cuando se necesitan los envases, y ello con las latas del tamaño deseado y en la cantidad deseada, no más de lo que se necesita justamente en una secuencia de envasado de la planta. El método de fabricación y la velocidad así conseguida en la fabricación de las latas pueden diseñarse para que sean compatibles o estén sincronizados con la velocidad de envasado de una estación de envasado. Por lo tanto, se elimina por completo el almacenamiento de latas vacías, al igual que los requisitos de espacio y los costes y actividades de la necesaria manipulación de mercancías asociada con el mismo. Este proceso de fabricación se describe con más detalle a continuación mediante las figuras 4 a 23.
La figura 4 muestra en primer lugar cómo la capa más interior 11 de material compuesto de cartón se arrolla sobre un mandril de acero 23 y se conecta. Está provista de una lámina de barrera, por ejemplo, de poliolefina o polietileno PE como compuesto de barrera 20 en el lado de cara al interior durante el arrollamiento y que luego estará en contacto con el producto envasado. Sobre este compuesto de barrera se coloca hacia el exterior, por ejemplo, una película de aluminio, como barrera contra el oxígeno y los olores, y después una lámina de papel kraft de aproximadamente 35 a 50 g/m2. Este laminado forma la primera 18 capa 11. La lámina de poliolefina o polietileno 20 está realizada para solapar ligeramente con el resto del laminado en los bordes situados en la dirección de arrollamiento, y los solapamientos están doblados hacia arriba, como puede apreciarse en la figura 4. En una envoltura perfecta, cuando las dos zonas de borde se presionan a tope sobre el mandril, como indican las flechas en la figura 4, estos dos solapamientos finalmente contactan en la zona de la junta 10 y se ajustan entre sí. Con este cierre de la envoltura como se muestra con las flechas en la figura 4 se alcanza el estado mostrado en la figura 5, en el que los dos bordes se topan entre sí exactamente con sus superficies frontales, es decir, forman un tope limpio. Los dos solapamientos de las láminas de barrera 20 que sobresalen hacia el exterior del tope pueden soldarse herméticamente mediante calentamiento por inducción o ultrasonidos, con lo que esta capa más interior 11 de material compuesto de cartón forma un cilindro hueco hermético. Los bordes soldados de la capa de barrera 20 se pliegan sobre el lado exterior del arrollamiento como se muestra con la flecha que indica hacia abajo y se sueldan con dicho lado exterior como puede apreciarse en la figura 5. Este "sellado por doblado y plegado" asegura un encapsulado absolutamente hermético a los gases del interior de este cilindro hueco frente al exterior. Si en una variante se utiliza una película de un copolímero de etileno y alcohol vinílico EVOH como barrera contra el oxígeno en lugar de una película de aluminio, esta película no puede soldarse por inducción, sino que en este caso se utiliza una soldadura por ultrasonidos.
En una alternativa, este arrollamiento más interior, es decir, la capa más interior 11 que actúa como banda de barrera, puede formarse a su vez alrededor de un mandril 23, como se muestra en la figura 6. En este caso, las zonas de borde de la capa que sobresalen de la circunferencia de arrollamiento se pliegan hacia el exterior, de modo que las láminas de barrera interiores de PE quedan en contacto entre sí. Luego, estas láminas de barrera de las dos zonas de borde se sueldan entre sí mediante soldadura por inducción o por ultrasonidos. A continuación, las dos zonas de borde soldadas entre sí se abaten conjuntamente sobre un lado sobre la capa. Por tanto, la zona de borde que se llega al lado derecho en la imagen se pliega 180°. En ello, su superficie de papel kraft entra en contacto con la superficie de papel kraft de la capa arrollada y el canal o canal 52 formado en el abatimiento se equipa con cola 22, para que las dos zonas de borde soldadas entre sí se encolen perfectamente con la capa arrollada para su sellado. Por lo tanto, para este encolado, la banda no está dimensionada de tope a tope 19, sino que se crea deliberadamente un solapamiento de tres capas de aproximadamente 8 mm de ancho. Dado que el canal 52 está relleno de cola 22, se evita eficazmente el transporte de líquido durante el proceso de envasado posterior. El otro extremo abierto de la banda o la zona de borde opuesta, aquí a la izquierda en la imagen, no entra en contacto con el contenido posterior y queda protegido por la capa arrollada que se aplica a continuación.
Una capa siguiente 14 de material compuesto de cartón se arrolla simultáneamente pero muy ligeramente desplazada localmente, como se muestra en la figura 7, sobre del mandril 23 y la capa 11 ya existente, conectada aquí según la versión de la figura 5, y se une a la anterior por encolado. Las zonas de borde de la segunda capa 14 están rectificadas como escalones para que puedan conectarse entre sí en unión positiva mediante solapamiento 45 y este solapamiento 45 se encola para formar una junta central 17. En la figura 8 se muestra que una tercera capa 12 de material compuesto de cartón, es decir, la capa exterior, también se arrolla simultáneamente y muy ligeramente desplazada localmente sobre la capa ahora central 14 y su solapamiento en unión positiva 45 también se encola para formar la junta exterior 16. La capa más exterior puede estar recubierta con un material exterior, por ejemplo, con una lámina con orificios muy finos, para que el vapor de agua pueda escapar del cuerpo de la lata, mientras que por el contrario no se permite la penetración de vapor de agua en la lata. Este recubrimiento es de polietileno PE, polipropileno PP o poli(tereftalato de etileno) PET. La junta más exterior 16 se sella con una cinta sellante de PE, PP o PET con/sin adhesivo o pegamento, y esta cinta sellante se aplica con o sin aporte de calor, según sus características. En lugar de pegar una cinta 46 al tubo continuo 27 resultante que se mueve sobre el mandril 23, la junta 16 de la capa más exterior puede sellarse mediante PE caliente y por lo tanto líquido.
Para la fabricación industrial de latas de material compuesto de cartón, este se suministra en rollos en forma de bandas prefabricadas de papel kraft con su respectivo recubrimiento que luego se colocan como se muestra en la figura 9. Se dispone de tres rollos como bandas para las tres capas que se van a arrollar 11, 14 y 12. Después del desenrollado, las áreas de borde de las bandas se rectifican a máquina para producir una superficie biselada 44 o un escalón 21. Son principalmente estos rollos 20, junto con la cola y los elementos de la base y la tapa, lo que se suministra a los envasadores para la fabricación de los recipientes para líquidos, pero expresamente ningún envase vacío y por lo tanto ninguna mercancía de volumen adicional.
En la figura 10, se muestra una superficie biselada 44 rectificada a máquina en una sección transversal a través de las capas unidas 11, 14 o 12. De este modo se evitan diferencias en el espesor del material del cuerpo de la lata y los sitios de las juntas de las bandas de cartón o papel kraft, cuyas zonas de borde longitudinales deben hacerse solapar en un arrollamiento, no son más gruesos que la propia banda de material. O bien se rectifica o corta un escalón 21 a máquina en las zonas de borde de la banda en movimiento como se muestra en la figura 11. Esta rectificación o corte de los bordes longitudinales de una banda de material hace que, cuando los dos bordes longitudinales se solapan mediante rodillos en dirección transversal, estos se superponen entre sí en unión positiva y la zona de solapamiento 45 no resulta más gruesa que el propio material compuesto de cartón. Como alternativa a esta banda exterior/de etiquetas solapante, también se probó la fabricación de tope a tope con muy buenos resultados. Esto significa que no tiene por qué rectificarse en un escalón en esta banda después de su desenrollado, sino que solo hay que cortarla al ancho necesario.
En un paso siguiente del método, las bandas se recubren con cola por los dos lados planos. Esto puede hacerse como se muestra en la figura 12 haciendo pasar las bandas 11, 14, 12 por un baño de cola 22. A continuación, las bandas se conducen a través de dos cilindros de presión 8, 9 que giran en sentidos opuestos, o a través de varios pares de tales cilindros de presión, o entre dos cintas transportadoras, para encolarlas perfectamente entre sí. Se recubre eficazmente con cola 22 el lado interior y el lado exterior de la capa central, así como el lado interior de la capa más exterior.
En el siguiente paso del método, como se muestra en la figura 13, el material compuesto de cartón como banda de material "continuo" 25 con el material compuesto de barrera, es decir, inicialmente aquel para la formación de la capa más interior 11, se arrolla en una estación de la máquina mediante su alimentación y arrastre a lo largo de un mandril cilíndrico estacionario de acero 23 sobre dicho mandril de acero 23. En ello, el material compuesto de cartón pasa entre el mandril de acero 23 y varios rodillos ajustados 24, cada uno con una sección transversal en forma de U. Aquí, los rodillos 24 ruedan perfectamente apoyados sobre una zona de la circunferencia 21 del mandril de acero 23, de modo que las zonas de los bordes de la banda de material finalmente se conectan entre sí a tope en unión positiva. Los bordes de la lámina de barrera que sobresalen hacia el exterior se sueldan entonces entre sí, como se muestra en las figuras 4 y 5. A ello le sigue el avance del material compuesto de cartón 25 de la capa más interior 11, arrollado ahora como un tubo, sobre otra sección del mandril de acero 23. Los rodillos de apriete 24 mantienen el material compuesto de cartón 25 perfectamente apoyado sobre el mandril 23 y en la parte superior, la junta de soldadura que se acaba de producir por inducción o ultrasonidos se pliega y aprieta mediante una serie de rodillos 40 para que quede soldada con la parte exterior del material compuesto de cartón 25. La capa más interior 11 de material compuesto de cartón 25 acabada entonces se sigue haciendo avanzar sobre el mandril 23 mediante una pluralidad de dispositivos transportadores. En el ejemplo mostrado, hay tres dispositivos transportadores 37-39, cada uno con una cinta transportadora, en donde estas cintas transportadoras se desplazan sobre varios rodillos y, distribuidas alrededor de la circunferencia, se aprietan sobre la banda de material 25 que se transporta y empujan esta capa de material hacia adelante sobre el mandril 23, en la dirección indicada por la flecha.
A continuación, en la misma máquina, como se muestra en la figura 13, localmente justo detrás de la primera capa se aplica simultáneamente la capa central de material compuesto de cartón 25 sobre la envoltura o capa más interior 11. La alimentación y envoltura del mandril 23 con una capa de material compuesto de cartón 25 se muestra en las figuras 13 y 14. Los bordes longitudinales de esta capa central, cortados en escalón o como superficie biselada, se hacen solapar por la envoltura del mandril 23 y se encolan mediante la cola aplicada anteriormente. Los rodillos 24 de la máquina según la figura 13 se utilizan para todas las capas arrolladas para apretarlas perfectamente en toda la circunferencia y los rodillos 40 de la figura 13 especialmente en la zona de la junta. Y finalmente se aplica la capa exterior también simultáneamente y localmente algo retrasada sobre la capa arrollada previamente. Si la capa central y la exterior llegan ya encoladas, pueden aproximarse conjunta y simultáneamente en un solo paso y en el mismo punto al mandril de acero 23 o a la capa interior arrollada 11 después de la producción de la primera capa interior 11 y la estación de la máquina puede arrollarlas sobre esta capa más interior 11. La capa más interior completamente soldada 11 entra en contacto con el mandril de acero 23 desde la izquierda como se indica en la figura 14 y las bandas 14 y 12 se guían a lo largo del mandril de acero 23 y se arrollan en la máquina según la figura 13 sobre el mandril de acero 23 o las capas arrolladas ya producidas por medio de los rodillos de apriete 24, en donde las zonas de borde respectivas se hacen solapar y se encolan 22, tras lo cual el encolado se refuerza con los rodillos de apriete 40. Este arrollamiento simultáneo y conjunto de las capas central y exterior de material compuesto de cartón o papel kraft se practica preferiblemente porque es incluso más eficaz que una aplicación por separado.
El tubo 27 de material compuesto de cartón, que ahora está hecho de tres capas encoladas entre sí y se muestra en la figura 15, se conduce a continuación a una guillotina 26 desplazable de movimiento de vaivén sincronizado, como se muestra en la figura 15, la cual, al desplazarse conjuntamente en la misma secuencia que el tubo 27 corta dicho tubo 27 en secciones tubulares 28 en los puntos deseados. Sin embargo, el corte no solo puede realizarse con una guillotina desplazable semejante, sino también con una máquina de múltiples cuchillas circulares conocida. En este caso, un carro con múltiples cuchillas circulares se desplaza junto con el tubo continuo 27 a la velocidad de producción y, por lo tanto, puede cortar varias secciones tubulares 28 en una operación, por ejemplo, para una lata de bebidas de 135 mm de altura: la longitud del carro es entonces de 1700 mm y pueden cortarse respectivamente de forma simultánea 12 secciones tubulares 28 para 12 latas. Después del corte, las secciones de lata 28 pasan a través de un túnel de calor para eliminar la humedad de la cola. El calor puede generarse de distintas formas. Se prefiere el aire caliente.
Después del corte de las secciones tubulares 28 a la longitud deseada, dependiendo del volumen de lata deseado, una máquina forma salientes en los dos bordes de los extremos abiertos de las secciones tubulares 28. Para ello, se introducen herramientas rotativas de ensanchamiento por ambos lados en los extremos abiertos. La figura 16 muestra una posibilidad para este ensanchamiento. El cuerpo de la lata 2 se inserta en un cilindro hueco 48 que tiene bordes interiores redondeados 51. Un rodillo de acero 49 que gira alrededor del eje 50 se desplaza a lo largo de este borde interior curvo 51, en donde el eje 50 se mueve para describir la pared de un cono. El rodillo de acero 49 rueda sobre la zona de borde superior del cuerpo de la lata 2 en una o más vueltas sobre el borde curvo 51 y ensancha ligeramente las capas. Se genera un saliente, como se muestra en la figura 17 a continuación. Después de este enrollado o ensanchado realizado, los bordes cortados se sellan aplicando sobre los mismos un pegamento de dispersión, por ejemplo, polietileno líquido PE, o un pegamento de dispersión u otro pegamento adecuado 23, de fraguado rápido y apto para alimentos, de modo que la humedad no pueda penetrar en el interior de la lámina de papel kraft, ya que el envasado posterior se lleva a cabo inevitablemente en una atmósfera húmeda. A continuación, los bordes cortados se tratan nuevamente con calor para minimizar el tiempo de fraguado. Para ello, en este punto se prefiere la radiación infrarroja. Después, estas secciones tubulares 28 se disponen en posición vertical en una fila en un canal transportador 29 y luego, como se muestra en la figura 20, recorren un carrusel 30, en el que una máquina automática 32 inserta desde un cargador 31 un elemento de base individual 4 en el lado abierto por arriba de cada sección tubular 28 y rebordea herméticamente la zona de borde exterior del borde de la base que se extiende radialmente en dirección radial alrededor de la zona de borde de la sección tubular 28 abierta.
En las figuras 17 y 18 se muestra con más detalle esta operación de rebordeado hermético del elemento de la base 4 0 también el elemento de la tapa 5. El elemento de la base y la tapa puede ser una base estándar o una tapa estándar usada para cerrar latas de aluminio convencionales, que puede montarse después con las mismas máquinas. El elemento de la base 4 o la tapa 5 es de aluminio y tiene una zona de borde 41 que sobresale radialmente, es decir, una zona que sobresale más allá del diámetro del cuerpo de la lata 2. El elemento de la base 4 o la tapa 5 se hace solapar con esta zona de borde 42 mediante una máquina automática, como se indica en la figura 17 con la flecha que apunta hacia abajo. A continuación, la máquina automática 32 realiza el rebordeado, para lo cual rebordea las secciones de doble capa 41, 42 que sobresalen junto con la zona de borde del cuerpo de la lata, como indican las flechas en la figura 18. La figura 19 muestra una base o tapa alternativa 4, representada aquí en una sección diametral. Como puede apreciarse, en el canal abierto hacia abajo formado por esta hay insertado un anillo sellante 47 a base de silicona. A continuación, la tapa se monta como en una lata de aluminio convencional, con las mismas máquinas. El anillo sellante de silicona garantiza una hermeticidad impecable adicional y las zonas solapantes entre sí se arrollan conjuntamente hacia adentro.
La figura 20 muestra una máquina automática de transferencia rotativa 32 con un carrusel 30, que monta los elementos de la base en los cuerpos de las latas y enrolla o rebordea sus bordes con el borde del cuerpo de la lata 24, como se describe anteriormente. A continuación, las secciones tubulares 28 abiertas por un lado se voltean en el canal de transporte de modo que su lado abierto quede ahora hacia arriba, como se muestra en la figura 21. Luego recorren una estación de envasado de carrusel 33, que envasa un volumen de envasado definido en cada sección tubular 28. Finalmente, como se muestra en la figura 22, las secciones tubulares 28 envasadas y cerradas por abajo recorren un carrusel 34, en el que una máquina automática 35 inserta desde un cargador 36 un elemento de tapa 5 individual con un cierre de anillo de tracción en el lado abierto hacia arriba de cada sección tubular 28 envasada y además, a su vez, rebordea herméticamente el borde que sobresale radialmente del elemento de la tapa 5 en dirección radial alrededor de la zona de borde de la sección tubular 28 abierta.
Finalmente, una lata 1 envasada y cerrada se presenta como se representa en la figura 23, donde se muestra en una sección a lo largo de su eje longitudinal. Se aprecia el cuerpo de la lata 2 y los rebordes 43 arriba y abajo, con los que se han insertado herméticamente la tapa 5 y la base 4.
La altura un recipiente para bebidas semejante 1 es arbitraria y puede ser de 100 mm, por ejemplo, en donde se prefiere una altura de 100 mm a 250 mm. El diámetro del recipiente puede ser aquí de 35 mm a 600 mm, en donde se prefiere un diámetro de 45 mm a 70 mm.
Lista de números
1 Lata
2 Cuerpo de la lata
Interior de la lata
Elemento de la base
Elemento de la tapa
Borde inferior del cuerpo de la lata
Borde superior del cuerpo de la lata
Cilindro de presión superior
Cilindro de presión inferior
Zona de junta
Capa de material interior
Capa de material exterior
Rodillo de apriete doble
Capa de material central
Junta interior
Junta exterior
Junta central
Lámina de papel kraft
Compuesto de barrera/lámina de poliolefina
Compuesto de barrera
Escalón
Cola
Mandril de acero
Rodillos de apriete
Banda de material
Guillotina
Tubo arrollado en una sola pieza
Sección tubular
Canal de transporte
Carrusel para montaje de las bases
Cargador de bases
Máquina automática para rebordeado de las bases
Estación de envasado de carrusel
Carrusel para montaje de las tapas
Máquina automática para rebordeado de las tapas
Cargador de tapas
Dispositivo transportador superior para el material de las latas 25 Dispositivo transportador lateral para el material de las latas 25 Dispositivo transportador inferior para el material de las latas 25 Rodillos para apriete de la junta de soldadura
Borde de la tapa
Borde saliente del cuerpo de la lata
Borde rebordeado
Superficie biselada
Solapamiento
Cinta sobre la junta de solapamiento en el cuerpo de la lata Anillo sellante a base de silicona
Cilindro hueco de acero para hacer el saliente
Rodillo de acero
Eje del rodillo de acero
Borde interior curvo del cilindro hueco de acero
Canal en el sitio de la junta

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Recipiente para líquidos, que consta de al menos dos capas (11, 12) de un material compuesto de cartón hecho de papel kraft (18) arrollado en una dirección perpendicular a su eje para obtener un cilindro hueco como cuerpo de la lata (2), en donde las juntas de conexión (15, 16) de las al menos dos capas (11, 12) de material compuesto de cartón están en puntos desplazados con respecto a la circunferencia de los arrollamientos y un lado (6) del cilindro hueco abierto así formado está cerrado con un elemento de base (4) y el otro lado abierto (7) del cilindro hueco o el cuerpo de la lata puede cerrarse o está cerrado de la misma manera con una tapa (5) con un cierre después del envasado, caracterizado por que, para la capa más interior, los bordes se conectan a tope en la dirección de arrollamiento, mientras que la lámina más interior de la capa más interior, es decir, la lámina de barrera, se solapa con el papel kraft (18) en sus bordes en la dirección de arrollamiento, o bien las zonas de borde de la capa más interior se solapan conjuntamente en la dirección de arrollamiento, en donde en ambos casos los solapamientos, después de su doblado en ángulo recto quedan en contacto entre sí, con sus láminas de barrera alejadas de la capa arrollada (11), se sueldan entre sí y luego se pliegan a un lado sobre la capa y se encolan a la misma, mientras que para cada capa adicional (14, 12), las zonas de borde se solapan en la dirección de arrollamiento, en donde las zonas solapantes (45) están cortadas o rectificadas en todo su espesor oblicuamente en una superficie biselada (44) o formando un escalón (21), de manera que las zonas solapantes quedan superpuestas en unión positiva y dichas zonas solapantes (45) no resultan más gruesas que el espesor del propio material compuesto de cartón.
2. Recipiente para líquidos (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que la capa más interior arrollada (11) tiene una junta interior (15) y está formada por una lámina de papel kraft (18), que está recubierta unilateralmente, en la superficie lateral de cara al espacio interior de la lata (3), con un compuesto de barrera (20) hermético a los gases y a los olores, en donde esta lámina de barrera es de polipropileno (PP), polietileno (PE) o película de aluminio y se solapa con los bordes de la lámina de papel kraft (18) en la dirección de arrollamiento y, después de su doblado en el tope se suelda herméticamente con la parte doblada adyacente de la lámina de barrera del tope contiguo y luego se pliega sobre el lado exterior de la capa arrollada, y la capa de material exterior arrollada (12) está formada por una lámina de papel kraft (18) y su junta exterior (16) está sellada con una cinta sellante (46) que discurre a lo largo de dicha junta exterior (16).
3. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de la base (5) tiene un borde exterior enrollado herméticamente alrededor de un borde que sobresale en un principio radialmente de las capas superpuestas del cilindro hueco o el cuerpo de la lata (2), de manera que se forma un enrollamiento (43) hermético, de sección transversal circular, a lo largo del borde axial del cilindro hueco o el cuerpo de la lata (2), y por que el otro lado abierto (7) del cilindro hueco o el cuerpo de la lata (2) puede cerrarse o está cerrado de la misma manera con un elemento de tapa (6) con un cierre después del envasado.
4. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las juntas (17, 16) de cada capa de material (14, 12) excepto la capa más interior (11) tienen una zona de solapamiento (10) que discurre en escalón sobre todo el espesor de la capa y se extiende por toda la altura del recipiente para líquidos (1), y dichas juntas (17, 16) tienen un ancho de 1 mm a 6 mm, preferiblemente de 3 mm, y por que todas las capas (11, 14, 12) están encoladas entre sí en toda su superficie.
5. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las juntas (17, 16) de cada capa de material (14, 12) excepto la capa más interior (11) tienen una zona de solapamiento (10) que discurre oblicuamente sobre todo el espesor de la capa y se extiende por toda la altura de la recipiente para líquidos (1), y dichas juntas (17, 16) tienen un ancho de 1 mm a 6 mm, preferiblemente de 3 mm, y por que todas las capas (11, 14, 12) están encoladas entre sí en toda su superficie.
6. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la lámina de papel kraft (18) de la capa de material exterior (12) está recubierta unilateralmente, en la superficie lateral opuesta al espacio interior de la lata (3), con una lámina de poliolefina (19) como compuesto de barrera y tiene un peso superficial de al menos 10 g/m2 y como máximo de 40 g/m2 y contiene polietileno o poli(tereftalato de etileno).
7. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la lámina de papel kraft (18) de la capa de material exterior (12) está diseñada para poder imprimirse o pintarse a prueba de agua unilateralmente, en la superficie lateral exterior opuesta al espacio interior de la lata (3).
8. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones 2 o 6, caracterizado por que el compuesto de barrera comprende una lámina de poliolefina (19) y al menos una lámina de un adhesivo.
9. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones 2, 6 u 8, caracterizado por que el compuesto de barrera comprende además una lámina de aluminio y tiene un peso superficial total de al menos 60 g/m2 y como máximo de 130 g/m2.
10. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones 2, 6, 8 o 9, caracterizado por que el compuesto de barrera comprende además una lámina de un copolímero de etileno y alcohol vinílico y tiene un peso superficial total de al menos 50 g/m2 y como máximo de 100 g/m2.
11. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones 2, 6 u 8-10, caracterizado por que el compuesto de barrera de la capa más exterior (12) comprende una lámina de poli(alcohol vinílico) y tiene un peso superficial total de al menos 50 g/m2 y como máximo de 100 g/m2.
12. Recipiente para líquidos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una lámina respectiva de papel kraft (18) tiene un peso superficial de al menos 60 g/m2 y como máximo de 180 g/m2 y el elemento de la base (4) y/o el elemento de la tapa (5) son de metal, preferiblemente de aluminio.
13. Método para la fabricación de un recipiente para líquidos semejante adecuado como lata de bebidas (1) según las necesidades y en el momento oportuno, en el sitio de envasado, en donde el recipiente o el cuerpo de la lata (2) está formado por al menos dos capas (11, 12) de envolturas de material compuesto de cartón hecho de papel kraft (18) arrolladas perpendicularmente al cuerpo de lata (2) que se produce, en donde las juntas de conexión (15, 16) de las envolturas están situadas en diferentes puntos de la circunferencia de la lata, caracterizado por que las zonas de borde de las envolturas de material compuesto de cartón para la capa más interior (11) se unen a tope o por solapamiento de tres capas con una soldadura hermética de las láminas de barrera que se encuentran en el lado interior de la capa arrollada y de la que sobresalen unos milímetros, mediante la soldadura conjunta de las partes dobladas radialmente a la capa arrollada y su plegamiento posterior sobre la capa arrollada, y las zonas de borde de cada capa adicional (12, 14) se cortan o rectifican oblicuamente o formando un escalón (21) en todo su espesor en la dirección de arrollamiento, de modo que dichas zonas de borde se solapen en unión positiva y sus espesores sean iguales al espesor del material compuesto de cartón respectivo, y las diversas capas de envoltura se arrollan una sobre otra simultáneamente y localmente retrasadas, de manera que las juntas lleguen a encontrarse en diferentes posiciones de la circunferencia y, a continuación, a partir del tubo continuo (27) así producido se cortan en ángulo recto con respecto al eje del arrollamiento secciones tubulares (28) de la longitud deseada como cuerpos de lata (2), y un lado (6) de dichos cuerpos de lata (2) se equipa con un elemento de base insertable (4), cuya zona de borde (41) se enrolla herméticamente junto con el borde (42) del cuerpo de la lata (2), luego la lata (1) se envasa y finalmente un elemento de tapa (5) se enrolla con el borde del cuerpo de la lata de la misma manera que el elemento de la base (4).
14. Método según la reivindicación 13, caracterizado por los siguientes pasos:
a. el desenrollado de al menos dos rollos de material compuesto de cartón (11, 14, 12) y el recubrimiento de los dos lados de las dos bandas de material con cola (22);
b. para capas que no se arrollan a tope, el corte o rectificación de los bordes longitudinales de las bandas de material compuesto de cartón (11, 14, 12) en bisel (44) o en escalón (21), de manera que, al solaparse los dos bordes longitudinales por arrollamiento sobre un mandril de acero (23), estos queden superpuestos en unión positiva y la zona de solapamiento (45) no resulte más gruesa que la propia banda de material;
c. la alimentación y arrastre de la capa más interior (11) de material compuesto de cartón a lo largo de un mandril de acero cilíndrico estacionario (23) y la envoltura circunferencial del mismo a tope en una estación de la máquina, mediante el paso del material compuesto de cartón (25) entre el mandril de acero (23) y múltiples rodillos ajustados (24), cada uno con una sección transversal en forma de U, que recorren perfectamente apoyados una zona de la circunferencia del mandril de acero (23), la soldadura conjunta de las láminas de compuesto de barrera que sobresalen del tope y el encolado de las láminas de barrera soldadas superpuestas que sobresalen en el lado exterior del arrollamiento, así como el apriete mediante rodillos de apriete (40), con la alimentación y arrastre simultáneos y localmente algo retrasados de la segunda capa (14) y la tercera capa (12) de material compuesto de cartón (25) en la misma estación de la máquina a lo largo del mandril de acero cilíndrico estacionario (23) y, en ello, la envoltura de la primera capa arrollada en dirección circunferencial mediante el paso del material compuesto de cartón (25) entre la primera capa arrollada sobre el mandril de acero (23) y múltiples rodillos ajustados (24), cada uno con una sección transversal en forma de U, y la envoltura de la segunda capa arrollada en dirección circunferencial mediante el paso del material compuesto de cartón (25) entre la segunda capa arrollada sobre el mandril de acero (23) y los mismos múltiples rodillos ajustados (24) cada uno con una sección transversal en forma de U, que recorren perfectamente apoyados una zona de la circunferencia de cada una de las capas arrolladas sobre el mandril de acero (23), de modo que las zonas de borde de la banda de material (25) se solapan en unión positiva;
d. alternativamente, la alimentación simultánea y localmente algo retrasada de una capa adicional de manera exactamente igual que en c. y en la misma estación de la máquina;
e. el avance del material compuesto de cartón multicapa ahora arrollado como un tubo continuo (27) sobre una sección final del mandril de acero (23) hasta una guillotina (26) desplazable con movimiento de vaivén sincronizado, que, al desplazarse con el tubo (27), lo corta en secciones tubulares (28) de la longitud deseada en los puntos deseados, o el avance en una máquina de múltiples cuchillas circulares con carros desplazables con movimiento de vaivén sincronizado que tienen múltiples cuchillas circulares para cortar simultáneamente múltiples secciones tubulares de la longitud deseada del tubo continuo alimentado (27) ;
f. la formación de bordes salientes (42) en las secciones tubulares (28) abiertas mediante la acción de herramientas rotativas de ensanchamiento por los dos lados y la aplicación de un pegamento de dispersión en forma de polietileno líquido (PE) u otro pegamento de fraguado rápido apto para alimentos en los bordes ensanchados (42), para que no penetre humedad en el interior de la lámina de papel kraft;
g. la colocación de las secciones tubulares (28) en posición vertical en una fila en un canal de transporte (29); h. el recorrido de un carrusel (30), en el que una máquina automática (32) inserta desde un cargador (31) un elemento de base (4) individual en el lado abierto hacia arriba de cada sección tubular (28) y rebordea herméticamente el borde exterior del mismo que se extiende radialmente en dirección radial alrededor de la zona de borde de la sección tubular (28) abierta;
i. el volteado de las secciones tubulares (28) abiertas por un lado en el canal de transporte de manera que su lado abierto quede ahora hacia arriba;
j. el recorrido de una estación de envasado de carrusel (33), que envasa un volumen de envasado definido en cada sección tubular (28);
k. el recorrido de un carrusel (34), en el que una máquina automática (35) inserta desde un cargador (36) un elemento de tapa (5) individual con un cierre de anillo de tracción en el lado abierto hacia arriba de cada sección tubular (28) y rebordea herméticamente el borde exterior del elemento de tapa (5) que se extiende radialmente en dirección radial alrededor de la zona de borde de la sección tubular (28) abierta.
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