PT11315U - Disposição para o colapso controlado de caixas de cartão - Google Patents

Abstract

A INVENÇÃO PERTENCE AO DOMÍNIO TÉCNICO DO MATERIAL PARA EMBALAGEM, EM PARTICULAR CAIXAS DE CARTÃO PARA EMBALAGEM. A INVENÇÃO REFERE-SE A MODIFICAÇÕES INTRODUZIDAS NAS ZONAS DE COLAPSO PROJETADAS ANTERIORMENTE PARA CAIXAS DE CARTÃO EMPILHÁVEIS, NAS QUAIS O PESO DOS PRODUTOS CONTIDOS NA CAIXA, AO COLOCAR-SE O PESO DOS PRODUTOS CONTIDOS NA CAIXA POR CIMA DE OUTRA CAIXA COM AS MESMAS CARACTERÍSTICAS, SOFREM UMA DEFORMAÇÃO CUJA CONSEQUÊNCIA É QUE AS FILEIRAS DE CAIXAS QUE OCUPAM O NÍVEL INFERIOR DO EMPILHAMENTO FIQUEM AFASTADAS DO CLIENTE E POSTERIORMENTE TENHAM DE SER RETIRADAS, COM AS CONSEQUENTES PERDAS PARA O ESTABELECIMENTO, O QUE SE EVITA COM UMA COMBINAÇÃO DE LINHAS DE VINCO E FRANJAS DE COLAPSO.

Description

DESCRIÇÃO DISPOSIÇÃO PARA O COLAPSO CONTROLADO DE CAIXAS DE CARTÃO Objeto da Invenção

Mais concretamente a invenção refere-se a modificações introduzidas nas zonas de colapso projetadas anteriormente para caixas de cartão empilháveis as quais, ao colocar-se o peso dos produtos contidos na caixa por cima de outra caixa com as mesmas características, sofrem uma deformação cuja consequência é que as fileiras de caixas que ocupam o nível inferior do empilhamento fiquem afastadas do cliente e posteriormente tenham de ser retiradas, com as consequentes perdas para o estabelecimento.

Estado da Técnica

Através do Modelo de Utilidade n° 201201068 para "Caixa de cartão empilhável com embalagens com zona de colapso flexível controlado" dá-se a conhecer a criação de uma zona de colapso nos cantos inferiores das caixas que, em combinação com linhas de vinco previstas nas bases maiores das mesmas, permitem absorver a deformação por compressão resultante do empilhamento vertical de caixas da mesma natureza, sem que, do exterior, o utilizador perceba a referida deformação controlada, com a qual a caixa sofreu danos consideráveis e que o utilizador possa, portanto, chegar à conclusão que os produtos armazenados na caixa também foram danificados pela referida compressão; faz-se referência preferencialmente a embalagens de qualquer tipo, embora, nao exclusivamente às de cartão ou de material semelhante. A solução proposta pelo referido modelo de utilidade, tal como se indica na sua única reivindicação é que, em correspondência com os cantos do sector correspondente ao fundo ou base da caixa, se prevejam nos referidos cantos, cortes respectivos em "L" que afectam as linhas de dobra dos mesmos, assim como as linhas de dobra que delimitam as partes laterais maiores das alhetas correspondentes, tendo-se previsto que os referidos cortes estabeleçam espaços vazios na zona inferior dos cantos da caixa, com a particularidade de que, em correspondência com pelo menos uma das arestas dos lados maiores ou menores da caixa, se estabelece uma linha de vinco ou picotado por cima da linha de dobragem, que define uma linha de colapso controlada, quando a caixa não suporte a carga a que é submetida. A referida solução que na sua altura representou um avanço no sector deste tipo de caixas, revelou-se não ser universal relativamente a determinados tipos de materiais utilizados, assim como às gramagens dos mesmos significativas para o fabrico das caixas. Por questões económicas e de meio ambiente as embalagens foram reduzindo as suas gramagens paulatinamente, perdendo nalguns casos a sua capacidade autoportante sendo, portanto, mais sensiveis à deformação.

Os estudos realizados demonstram que desde 1999 até à data se verifica uma diminuição da gramagem das caixas de 14,8% em peso médio, distribuindo-se de forma desigual por sectores, por exemplo, nos detergentes diminuiu cerca de 6%, nos refrigerantes cerca de 17%, na água engarrafada cerca de 12% e no sector de leite e sumos cerca de 4%. A solução conhecida aplica-se quando a embalagem ou caixa se deforma, em consequência do que a qualidade e a estrutura do tipo de cartão utilizado cede, fica enrugado e curva-se. Os testes realizadas na altura revelam que a perda de altura da caixa em consequência do empilhamento se situa entre 3 e 6 mm aproximadamente.

Contudo, investigações posteriores sobre a caixa obtida mediante o sistema de colapso descrito e reivindicado no Modelo de Utilidade n° 201201068 e a sua execução bem sucedida contribuíram para outro tipo de solução que contempla outros parâmetros a ter em conta e que permitam aperfeiçoá-la.

Para o fabrico de caixas de cartão utilizam-se placas tipo sanduíche, as quais compreendem, entre duas folhas de cartão planas, outra folha ondulada, em que a função desta ultima é dar rigidez à placa sem aumentar consideravelmente o seu peso e, consequentemente, o da caixa. A escolha das linhas de vinco e corte na operação de corte inicial da placa revelaram que, se as mesmas forem realizadas de forma descentrada sobre os sulcos da folha central em sentido longitudinal, a mesma perde resistência, tendo em conta que as referidas linhas devem situar-se em posições preferidas para salvaguardar a resistência da caixa em face dos citados esforços de compressão devidos ao empilhamento.

Por outro lado, no Modelo de Utilidade n° 201201068 não se contemplava a profundidade diferenciada das linhas de vinco, devendo considerar-se que as placas cortadas são entregues aos fabricantes de detergentes, refrescos, água engarrafada, leites e sumos, os quais dispõem das ferramentas e maquinaria para armar as caixas e enchê-las com os respectivos produtos, mas de modo nenhum contemplam o estudo da profundidade das linhas de vinco, sendo feitas nas instalações de corte, todas elas com a mesma dimensão.

Outra das carências do estado da técnica é adequar a profundidade de vinco à situação da linha de vinco na caixa, para o que não existe uma solução técnica que adapte a solicitação à compressão com a dimensão (altura) da referida linha de vinco.

Finalidade da Invenção

Com o aperfeiçoamento das disposições de colapso de maneira que se adaptem, conforme o caso, às solicitações que se exigem a cada caixa em função do peso que a mesma tem de suportar, evitam-se as perdas de qualidade no seu fabrico, para o que se trabalha com vincos de diferente profundidade e contorno, selecionando a posição da linha de vinco, e procurando que sejam perpendiculares às ondas da folha de cartão ondulado na placa de cartão que se utilizam para fabricar as caixas, ao mesmo tempo que se utiliza uma nova técnica que consiste num duplo vinco na base da caixa e com diferente profundidade de vincos.

Descrição da Invenção 0 processo de fabrico que permite a obtenção da caixa na qual se incorpora a nova disposição não varia substancialmente, utilizando-se como operação principal a de corte da placa de cartão convencional e conhecida, mas situando sempre a mesma de modo que as linhas de corte e vinco sobre a placa de cartão sejam perpendiculares às ondas da folha de cartão ondulado situada no centro da placa e, desta forma, não perca força estrutural como na anterior disposição, em que as referidas linhas de vinco são realizadas paralelamente e não perpendicularmente às ondas, com o que a referida força estrutural ficava seriamente diminuída, excepto quando a linha de vinco e/ou corte seja realizada na linha de contacto do sulco da folha de cartão ondulado com as outras duas folhas da placa de cartão.

As linhas de vinco e corte seguem um padrão diferente do conhecido até à data, de modo que as primeiras são de dois tipos distintos:

Vincos altos: Vincos pelos quais a caixa será formada na máquina automática de montagem do cliente, aplicando-se de modo idêntico a caixas de montagem manual.

Vincos baixos: Vincos por onde se produz a deformação controlada, no caso de o produto que se coloque no seu interior ter uma deformação vertical.

Relativamente às linhas de corte refira-se que: aplicam-se na face pequena da base de apoio da caixa com o solo. Com isto produz-se a dobra pela qual a caixa será formada na máquina automática do cliente. Também serve para as caixas de montagem manual.

Estes padrões de vincos e corte de nova concepção têm definidas alturas da banda para o corte, espessura das mesmas, e mais características técnicas dentro do cortante (ferramenta de fabrico) que produz a forma final da caixa, chamada neste sector industrial como desenvolvimento da caixa.

Numa disposição numa placa padrão de acordo com a invenção, realiza-se um desenvolvimento que compreende bases principais maiores (duas) e duas bases laterais menores, sendo as quatro verticais, delimitadas perimetralmente por umas linhas de dobragem, das quais emergem à direita e à esquerda as alhetas correspondentes para o fecho da caixa depois de armada, que se complementa com uma pestana longitudinal que ocupa a cabeceira do desenvolvimento e permite o fecho superior da caixa quando a mesma está cheia com produtos.

Numa das bases menores do desenvolvimento e, concretamente, na que assume a função de base inferior da caixa e, consequentemente, a que recebe a força de compressão em maior medida através das outras quatro faces ou bases verticais, foram previstas duas linhas de vinco de diferente natureza nas imediações das bases maiores, uma em cada uma, uma linha por cima e outra por baixo, ambas situadas por cima da linha de dobragem, o que é uma caracteristica essencial da invenção e uma é uma linha de vinco baixo, e a outra uma linha de vinco alto, em função da pressão exercida pela ferramenta de vinco, enquanto na base menor a linha é de corte e vinco.

De acordo com outra caracteristica nova da invenção a configuração dos cantos foi modificada de modo que se eliminaram os vértices vivos e se trocaram por semicircunferências, com o que se melhora consideravelmente a eliminação dos cortes e a sensibilidade da deformação.

Outros detalhes e caracteristicas ressaltarão no decurso descrição que é feita a seguir, em que se faz referência aos desenhos que acompanham esta descrição, nos quais se representa, a titulo ilustrativo mas não limitativo, uma representação gráfica da invenção, a qual pode ser realizada com qualquer tipo de materiais adequados e medidas necessárias.

Descrição das figuras

Indica-se a seguir uma relação das diferentes partes da invenção que se identificam nas figuras que se seguem através dos seguintes números: (10) placa de cartão, (11) perímetro da placa (10), (12) bases laterais maiores da caixa, (13) base da caixa (24), (14) bases laterais menores da caixa (24), (15) pestanas das bases (14), (16) pestanas das bases (12), (17) pestanas das bases (13), (18) pestana da base superior (14), (19) linha de vinco baixo, (20) linha de vinco alto, (21) perímetro de colapso, (21a) e (21b) zonas de colapso, (22) coordenada, (23) coordenada, (24) caixa, (25) folha de cartão ondulado, (26) folha de cartão plana, (27) folha de cartão plana, (28) desenvolvimento, (29) linha de corte e vinco, (30) orifícios, (31) franja. A figura 1 é uma vista frontal em alçado de uma folha de cartão tipo sanduíche (10) que compreende duas folhas planas (26-27) e entre elas uma folha ondulada (25) . A figura 2 é um desenvolvimento da caixa (24) da figura 4, depois de ser cortada a partir de uma placa de cartão tal como se representa na figura 1. A figura 3 é um detalhe de "1" de acordo com a figura 2, em que se mostra a configuração do perímetro de colapso (21) que se encontra nos vértices da base menor (13). A figura 4 é uma perspectiva da caixa (24) em cujos cantos se representam as zonas de colapso (21a e 21b) do perímetro (21). A figura 5 é um detalhe da lateral da caixa (24) de acordo com a figura 4. A figura 6 é um detalhe "3" de acordo com a Figura 4, onde se representa uma ampliação do ponto de coordenada (21) em que se encontram as zonas de colapso (21a-21b).

As figuras 7, a) e b) , são vistas frontais em alçado esquematizado da base (16) sendo a a) da caixa (24) e b) a da base maior (12). A figura 8 é um detalhe de "1" de acordo com a figura 3 das linhas de vinco alto (20) de largura (el) e as linhas de vinco baixo (19) de largura (e2).

Descrição de uma forma de realização da invenção

Numa das formas de realização preferidas da invenção, e tal como se pode ver na figura 2, para o fabrico de uma caixa parte-se de uma bobina de cartão que, através do corte a distâncias determinadas, resulta a placa (10), a qual, de acordo com o que é conhecido habitualmente, é formada por uma sanduíche que compreende três capas ou folhas, a superior e a inferior planas (26) e (27) e, entre elas, a folha de cartão ondulado (25). A placa (10) devidamente cortada adopta a forma delimitada pelo perímetro (11), de forma que o seu desenvolvimento é formado por duas bases laterais maiores (12), a base (13) da caixa e a base superior (14) cortada pela pestana (18), nas partes laterais do referido desenvolvimento e para facilitar a armação da caixa as pestanas (15), (16) e (17) e, nos cantos inferiores formados pela confluência das bases (12) e pelas pestanas (16), foram previstos meios de colapso, tal como se aprecia na figura 6; um desses meios são as zonas (21a) e (21b).

De acordo com uma das características da invenção, os meios de colapso são a combinação de:

Linhas de vinco (19) e (20) de altura (el e e2) respectivamente, nas bases laterais maiores (12) do desenvolvimento (28).

Uma linha de vinco ou de corte e vinco (2 9) nas bases menores da base (13) da caixa (24).

Zonas de colapso (21a) e (21b) delimitadas pelo perímetro (21) .

Uma franja de colapso (31) na parte inferior das bases laterais maiores (12). O empilhamento vertical de caixas (24) tal como se pode ver na figura 7, é representado por um conjunto de setas "FC" que geram uma força de compressão que tem que ser absorvida pelos meios de colapso descritos no parágrafo anterior e que são representados nas figuras 7 e 8, com a característica essencial que, para que o colapso seja progressivo, foram projetados com linhas de vinco de diferentes alturas (el e e2), que se definiram, para uma melhor compreensão da invenção, como linhas de vinco alto (20) coincidente com uma linha de dobragem e linhas de vinco baixo (19) por cima da linha (19) , tal como foi previsto na figura 2.

As linhas de vinco baixo (19) conseguem-se com a ferramenta correspondente (cortante) , mas aplicando uma menor força sobre a folha (10) de modo que se cria um ponto crítico "A" nas imediações da sua parte central, veja-se a figura 8, de modo que fique no ponto "A" uma espessura menor do que nos restantes pontos da curva de deformação.

As linhas de vinco alto (20) são produzidas sobre a folha de cartão (10) aplicando uma peça maior sobre o ponto crítico "B" nas imediações da sua parte central, veja-se a figura 8, de modo que resulta em "B" uma espessura maior que "A" do que nos restantes pontos da curva de deformação. A explicação técnica da referida progressividade reside no facto de as linhas de dobragem convencionais, que neste caso são denominadas por linhas de vinco alto (20), terem sido calculadas para facilitar a dobragem das pestanas em geral (15), (16), (17), enquanto as linhas de vinco baixo (19) devem absorver a totalidade da força "FC" anteriormente referida, que se mostra na figura 7, que ao contrário do estado da técnica as linhas de vinco (19-20) produzem deformações nas bases maiores (12) e na base (13) que limitam que a força de compressão exercida sobre a base superior (14) sobre a qual repousam uma ou mais caixas (24), produza sobre as bases verticais (12) e (13) deformações progressivas, trocando-se além disso a linha (29), que interiormente era de vinco, por uma linha de corte e vinco, com o que se assegura a progressividade da deformação combinada, tal como se pode ver na figura 7, com uma largura variável (cl) da franja (31), que depende em cada tipo de padrão das cargas de cada caixa (24).

Nos testes realizados em laboratório determinou-se que a referida largura (cl) da franja (31), é em função das características da folha de cartão (10), assim como do peso dos produtos que se encontram no interior da caixa, com o que, reduzir a largura (cl) é incompatível com a deformação progressiva, uma vez que a carga que suporta a referida franja (31) , no caso de se reduzir, é maior por unidade de superfície, com o que se provocaria o esmagamento da parte inferior da caixa (24) em vez do colapso progressivo na zona inferior limítrofe à base (13) da caixa (24). O aumento ou diminuição da largura de (cl) e, consequentemente, da franja (31), significa o aumento ou a diminuição da largura das zonas (21a) e (21b) da superfície delimitada pelo perímetro de colapso (21), tal como se pode ver nas figuras 5 e 6. Na figura 5a pode ver-se a zona de colapso que afecta a pestana (17) assim como na figura 5b a zona de colapso que afecta a base maior (12).

Na figura 3 mostra-se, para uma melhor compreensão da invenção, a importância das larguras (al e bl) em relação à zona de colapso (21) assim como a influência que tem (bl e cl) sobre a resistência ao esmagamento da franja (31). A progressividade da deformação conseguida pela presente invenção recolhe as experiências em laboratório realizadas sobre o esmagamento de caixas devido ao empilhamento na vertical, provando mesmo com diferentes padrões de caixas, faz-se referência às suas medidas assim como às deformações produzidas pela maior ou menor resistência das placas (10), em função da natureza das folhas (25, 26 e 27) , tendo-se experimentado de forma simultânea com caixas (24) cheias com diferentes produtos, mas como consequência o efeito de pilar de que se falará mais adiante, não responde aos valores minimos, como também variou em consequência do aligeiramento das embalagens que a referida caixa contém.

Entende-se por efeito de pilar o que produzem as embalagens sobre as bases (13) e (14) situadas por cima e por baixo das embalagens, e que atuam quando se produzem os empilhamentos verticais como verdadeiros pilares de obra, ajudando a distribuir a força de compressão sobre as bases (13) e (14) mas até certo limite, marcado pela resistência e pela compressão dos referidos produtos, tendo-se verificado que a fragilização no efeito de pilar das embalagens contribui, não só para a deformação da caixa, como também, nos casos mais extremos, para o abaulamento das bases laterais (12), com o que a solução objeto do estado da técnica não conseguia compensar as modificações estruturais das caixas e tampouco a das embalagens, não sendo a solução para estes problemas o aumento ou diminuição da espessura das paredes assim como a mudança na resistência nos materiais utilizados para o fabrico das placas (10), como também a combinação dos mesmos para padrão.

Descrita suficientemente a presente invenção, juntamente com as figuras anexas, é fácil compreender que poderão introduzir-se quaisquer modificações de pormenor que se possam apresentar, sempre e quando não se produza uma variação nas caracteristicas essenciais da invenção que são resumidas nas reivindicações seguintes.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Disposição para o colapso controlado de caixas (24) de cartão, das que se fabricam a partir de uma bobina de cartão tipo sanduíche formada por duas folhas de cartão (26, 27) situadas por cima e por baixo da folha de cartão ondulado (25) e imobilizadas mediante adesivos, para serem posteriormente cortadas com as medidas necessárias e posteriormente cortadas com cortante ficando prontas para serem armazenadas e serem enviadas para os utilizadores, caracterizada por a disposição compreender a previsão nos cantos inferiores das bases laterais maiores (12) e da base (13) da caixa (24) de meios de colapso que resultam da combinação de: linhas de vinco (19) e (20) de altura (el e e2), respectivamente, nas bases laterais maiores (12) do desenvolvimento (28); Uma linha de vinco ou de corte e vinco (29) na base (13); zonas de colapso (21a) e (21b) delimitadas pelo perímetro (21) ; Uma franja de colapso (31) na parte inferior das bases laterais maiores (12) e (13) .
2. 2. Disposição para o colapso controlado de caixas de cartão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as linhas de vinco (19 e 20) serem de diferentes alturas, (el e e2), correspondentes às linhas de vinco alto (20) e de vinco baixo (19) nas bases laterais maiores (12) da caixa (24).
3. 3. Disposição para o colapso controlado de caixas de cartão, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por se preverem nos cantos inferiores da caixa (24), zonas de colapso de perímetro (21), que compreendem zonas respectivas (21a - 21b) de extremidades em forma de semicircunferência.
4. 4. Disposição para o colapso controlado de caixas de cartão, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por a altura (dl) e largura (cl) da franja (31) prevista nas bases laterais maiores (12) da caixa (24), serem desenhadas em função da força de compressão FC exercida por um empilhamento vertical da caixa (24).
5. 5. Disposição para o colapso controlado de caixas de cartão, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizada por a espessura (el) no ponto crítico "A" da linha de vinco baixo (19) ser menor que a espessura e2 no ponto crítico "B" da linha de vinco alto (20).