ES2209920T3 - Envase flexible fabricado de un material en forma de pelicula y procedimiento de llenado para el llenado de dicho envase con una sustancia fluida. - Google Patents

Abstract

Envase flexible (3, 30, 34) fabricado de un material en forma de película para contener una sustancia fluida que consta de una abertura de llenado (9) y al menos un medio divisorio a lo largo del cual se coloca una primera parte de tabique del envase contra una segunda parte de tabique del envase, dividiendo el medio divisorio el envase en un primer compartimiento (17, 32, 33, 38) y al menos un segundo compartimiento (18, 19, 32, 33, 42, 43) caracterizado porque al menos un medio divisorio consta de al menos un elemento de contención (13, 14, 23, 24, 40, 41) que mantiene una separación sustancialmente estanca a fluidos entre primer compartimiento y al menos un segundo compartimiento hasta que se logre una presión determinada en el primer compartimiento, y a dicha presión predeterminada al menos un elemento de contención es liberado por la presión de llenado para poner en comunicación fluida el primer y al menos un segundo compartimiento.

Description

Envase flexible fabricado de un material en forma de película y procedimiento de llenado para el llenado de dicho envase con una sustancia fluida.

La invención se refiere a un envase flexible fabricado de un material en forma de película cuya función es contener una sustancia fluida y que consta de un medio de llenado, abertura y división a lo largo del cual se coloca una primera parte de tabique del envase contra una segunda parte de tabique del envase, dividido el envase por dicho medio divisorio en un primer compartimiento y un segundo compartimiento, así como un método para llenar dicho envase.

Se divulga un envase flexible para contener bebidas carbonatadas como la cerveza en la Solicitud de Patente Holandesa nº 1009654, presentada el 15 de julio de 1998 en nombre del solicitante. El envase o bolsa flexible divulgado en la misma se construye de un material en forma de película y se dota de un tubo de dosificación ubicado entre las capas delantera y trasera de la película y un tapón de llenado de plástico conectado con dicho tubo de dosificación. Después de introducir el envase flexible en un estado enrollado en un envase exterior relativamente rígido, se puede insertar la bebida, cerveza por ejemplo, en el envase flexible por el tapón de llenado. El envase flexible se despliega hasta que se adapte a la pared interior del envase rígido. Tras su llenado, un conducto de dosificación puede ser conectado con el tapón de llenado por el usuario (el consumidor) y la bebida puede ser dispensada de la bolsa aplicando una sobrepresión dentro del envase rígido.

Para impedir que la bolsa, una vez llena de bebida, sufra desperfectos durante su uso o transporte, es importante que dicha bolsa, cuando está totalmente llena, se adapte estrechamente a la pared interior del envase rígido. Al llenar la bolsa, se ha encontrado que la fuerza de la gravedad hace que las partes inferiores de la misma se llenan más rápidamente que las otras partes y se aprisionen anticipadamente por el contacto con el tabique interior del envase rígido. En consecuencia la bolsa no puede desplegarse del modo uniforme deseado y es posible generar elevadas tensiones. En concreto puede ser problemático en la zona en que la bolsa está unida con el tapón de llenado si la bolsa se llena en posición vertical, en cuyo caso el punto más elevado constituye el tapón de llenado. Además, a raíz del despliegue no uniforme de la bolsa, se pueden formar áreas obturadas, lo que significa que la bolsa no se llena completamente.

La WO 97/34794 divulga un envase flexible de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, en el que se consigue un despliegue controlado del envase interior flexible que permite que la bolsa flexible interior llene totalmente el envase exterior rígido mediante el uso del cierre hermético de dos piezas en los ángulos que conforman lengüetas, los cuales se adaptan, al llenarse la bolsa, al envase exterior rígido en forma de paralelepípedo. Además, una configuración de doblado mediante una funda en forma de tubo, que incide en el envase interior doblado al llenarse, provoca el despliegue gradual y el llenado correcto del envase exterior en forma de paralelepípedo. El sellado permanente de partes del envase flexible interior significa que se desperdicia material útil de envase. Además, se necesita una configuración de doblado muy compleja incluyendo material de funda adicional para el despliegue correcto del conocido envase interior flexible.

Por lo tanto constituye un objeto de la presente invención proporcionar un envase flexible o bolsa y un método para su llenado mediante el cual es posible conseguir un llenado uniforme sin que parte alguna de la bolsa se aprisione de forma prematura entre los tabiques del envase externo rígido.

Otro objeto de la presente invención constituye una bolsa con la que se puede lograr una elevada tasa de llenado y que permite determinar fácilmente durante el proceso de llenado si dicho proceso cumple con los requisitos de calidad predeterminados.

A este fin el envase flexible de acuerdo con la invención se caracteriza porque el medio divisorio, o al menos uno de varios medios divisorios, consta de al menos un elemento de contención que mantiene una separación sustancialmente estanca a fluidos entre el primer y el segundo compartimiento hasta que se logre una presión predeterminada en el primer compartimiento, y a dicha presión predeterminada al menos uno de los elementos de contención se libera por la presión de llenado con el fin de poner en comunicación fluida el primer compartimiento y al menos un segundo compartimiento.

El resultado de dividir el envase en sub-compartimientos es que se permite lograr el llenado controlado, localizado y sucesivo de cada compartimiento y por consiguiente, una distribución uniforme de película. Con esta disposición la forma asumida por la bolsa durante el llenado ya no es determinada exclusivamente por la gravedad. Después de llenarse el primer compartimiento, que puede ser, por ejemplo, un volumen cilíndrico central, se acumula una presión en el mismo de modo que se liberen los elementos de contención. Se abre en consecuencia el acceso a por lo menos un segundo compartimiento, de modo que dicho compartimiento se pueda llenar de bebida. Se ha encontrado que la bolsa de acuerdo con la presente invención permite obtener un llenado uniforme de la bolsa a altas velocidades de llenado, a la vez que se logra un contacto uniforme de la bolsa llena con el tabique del envase exterior rígido. Por consiguiente la bolsa se soporta debidamente durante su uso y transporte y se reduce el riesgo de desperfectos.

En esta aplicación la "sustancia fluida" significa una sustancia que permite un cierto grado de flujo, como un fluido, una pasta o un granulado. El fluido puede constar de una bebida, por ejemplo una bebida carbonatada, como la cerveza. En este caso una presión de aproximadamente 1 bario prevalece en la bolsa durante el llenado y una presión de aproximadamente 2 barios prevalece en el contenedor rígido. La pasta puede ser un producto alimenticio, como puré de tomate, o cualquier otra pasta.

De acuerdo con una variante de la presente invención, el elemento de contención se puede conformar por líneas estancas en el material de película, tales como, por ejemplo, líneas de doblado o líneas de unión a lo largo de las cuales se unen mutuamente las capas de película delantera y trasera. De acuerdo con otra variante los elementos de contención actúan en una parte del envase que se ha replegado en si mismo desde un extremo superior o inferior o desde los rebordes longitudinales.

En una realización preferente, los elementos de contención constan de líneas estancas que se extienden esencialmente desde la parte superior a la parte inferior del envase, a lo largo de las cuales una capa de película delantera del envase se cierra esencialmente en contacto con la capa trasera de película del envase. Las líneas estancas pueden ser conformadas encolando o sellando las capas de película, pero preferentemente se conforman porque el contenedor se dobla por la mitad a lo largo de las líneas estancas, estando unida una primera capa del material de película doblada por la mitad mediante los elementos de contención con una segunda capa del material de película doblada por la mitad. Los elementos de contención pueden ser conformadas por adhesivo entre las capas de película dobladas, sellando las capas de película o por cinta adhesiva. Durante el llenado los elementos de contención ceden y tiene lugar el desplegado controlado de la bolsa, sin contacto con la pared y sin acumulación de la sustancia fluida en la parte inferior de la bolsa, de modo que se obtenga una distribución uniforme de la película sobre la pared del envase rígido exterior.

A raíz del desplegado controlado del envase flexible, no sólo se obtienen altas velocidades de llenado (12 litros por minuto o superiores) al llenar el envase flexible, sino que es posible también tomar muestras de la presión de llenado y/o velocidad de caudal durante el llenado, por ejemplo, con la ayuda de un ordenador, modificándose la presión de llenado y/o velocidad de flujo cuando un sub-compartimiento se desdobla. Al detectar un cambio en la presión de llenado y/o velocidad de flujo se puede averiguar con certeza que todos los sub-compartimientos del envase flexible se han desdoblado, extremo que permite un sencillo control de calidad.

Algunas realizaciones de un envase flexible y un método de llenado según la presente invención se explicarán más detalladamente en relación con los planos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra una sección longitudinal de una bolsa de acuerdo con la presente invención dotada de un tapón de llenado, alojada en un envase exterior relativamente rígido;

La Figura 2 muestra un detalle del tapón unido con la bolsa durante el proceso de llenado;

Las Figuras 3-6 muestran varios pasos en el doblado de una bolsa según la invención;

Las Figuras 7 y 8 muestran vistas laterales de dos realizaciones alternativas de elementos de contención de acuerdo con la presente invención que incorporan el doblado, respectivamente, de un extremo superior y un extremo inferior de la bolsa hacia adentro;

La Figura 9 muestra una vista en planta esquemática de un elemento de contención que incorpora el doblado de las caras longitudinales de la bolsa hacia adentro; y

La Figura 10 muestra un gráfico de la velocidad de flujo del fluido (cerveza) durante el llenado.

La Figura 1 muestra un conjunto 1 de un envase externo relativamente rígido 2 con un envase flexible o bolsa 3 alojado en su interior. La bolsa 3 queda sujeta y cerrada en un extremo superior contra un reborde de sujeción 4 que forma parte de un tapón de llenado de plástico 5. El tapón de llenado 5 forma parte solidaria de un cuello 7 del envase exterior rígido 2 mediante un reborde anular 6 de modo que quede embridado. El tapón de llenado 5 está conectado asimismo con un tubo de dosificación 8 que se extiende en la bolsa flexible 3 para impedir que las paredes delantera y trasera entren en contacto recíproco. Una abertura de llenado 9 en el tapón de llenado 5 queda obturada. La abertura de llenado 9 se abre en el extremo de una válvula de incomunicación 10 alojada de forma elástica en el tapón de llenado 5. La abertura de llenado 9 se abre colocando un tubo de llenado 12 de una instalación de llenado en la válvula de incomunicación 10 y presionando esta última hacia abajo, del modo mostrado en la Figura 2.

La Figura 2 muestra una vista ampliada del tapón de llenado 5 de la bolsa flexible 3 y muestra el modo de introducir fluido en la bolsa 3 por el tubo de llenado 12 presionando hacia abajo en la válvula de incomunicación 10. Durante esta operación el aire puede escapar del espacio entre la bolsa 3 y el contenedor exterior 2 por el conducto de ventilación 12' en el tubo de llenado 12. Además, se puede aplicar una presión interna de 2 barios, por ejemplo, en el envase exterior 2 por medio de la abertura de ventilación 12', correspondiente a una presión de llenado en la bolsa 3 de aproximadamente 1 bario si el fluido es cerveza. En el estado lleno virtualmente toda la superficie exterior de la bolsa 3 queda en contacto con la pared del envase externo 2.

11 representa esquemáticamente un dispositivo de registro para medir la velocidad de flujo y/o la presión en el tubo de llenado 12. Dicho dispositivo 11 puede ser un sensor de flujo o un sensor de presión conectado con un ordenador personal.

Para impedir que ciertas partes de la bolsa 3 se aprisionen de forma prematura contra la pared del envase exterior 2 durante la operación de llenado, se ha realizado una configuración de doblado en la bolsa de la realización de acuerdo con las Figuras 3 a 6.

La Figura 3 muestra una vista lateral de la bolsa 3 en su estado plano, en el que el aire se ha extraído de la bolsa por el tapón de llenado 5 y el tubo de dosificación 8 de modo que la bolsa esté completamente plana. La bolsa 3 se ha construido de una película de múltiples capas que consta, por ejemplo, de un laminado de aluminio-polietileno de un espesor de aproximadamente entre 70 \mum y 100 \mum. En la realización de acuerdo con la Figura 3 se indican cuatro líneas de doblado 13, 14, 15 y 16, a lo largo de las cuales se dobla el material de película. Un primer compartimiento central 17 de la bolsa 3 y dos compartimientos laterales 18, 19 se conforman por las líneas de doblado verticales 13 y 14. Doblando las bandas laterales 20, 21 por encima de las líneas de doblado 13, 14, se conforman líneas estancas a lo largo de las líneas de doblado 13, 14, de modo que el fluido introducido en el compartimiento central 17 por el tapón de llenado 5 no pueda penetrar los compartimientos laterales 18, 19. Tal como se aprecia en la Figura 4, las bandas laterales dobladas 20, 21 se sujetan en su lugar por cintas adhesivas 23, 24 colocadas en los extremos libres de las mismas. La sección inferior 25 en la Figura 4 se dobla a continuación hacia atrás, saliendo del plano del dibujo a lo largo de la línea de doblado 15, contra la sección media 26. En la Figura 5 la sección media 26 se dobla hacia delante, saliendo del plano del dibujo a lo largo de la línea de doblado 16, contra la sección superior 27, de modo que se obtenga la configuración de acuerdo con la Figura 6. La bolsa 3 doblada de acuerdo con la Figura 6 se enrolla de modo que se pueda introducir por el cuello 7 del envase exterior 2. A continuación se conecta un tubo de llenado 12 con el tapón de llenado 5 y la bolsa 3 se despliega durante el proceso de llenado, en primer lugar en sentido longitudinal para proporcionar la configuración que se muestra en la Figura 4. El compartimiento central 17 se llena en primera lugar de fluido desde el fondo hasta el tubo de dosificación 8, impidiendo que las bandas laterales 20, 21, que se sujetan en su lugar por las cintas adhesivas 23, 24, se enganchen en la pared del envase externo 2. Después de llenar el compartimiento 17 y distribuir la película en sentido longitudinal sobre toda la altura del envase exterior, la presión en el mismo subirá a un valor en que las cintas adhesivas 23 24 se suelten o se desgarren, de modo que se suelten los compartimientos 18 y 19 y se puedan llenar de fluido.

De este modo se puede lograr unas velocidades de llenado relativamente altas, por ejemplo 12 litros por minuto, y se consigue un aumento uniforme en el volumen de la bolsa 3 sin que las tensiones sean demasiado altas, concretamente en el reborde de sujeción 4 del tapón de llenado 5. La ventaja del llenado uniforme de la bolsa 3 de acuerdo con el método anteriormente descrito es que la bolsa 3 entre en contacto uniforme con el envase exterior 2, de modo que la bolsa 3 se soporte de forma adecuada una vez llena y se proteja contra los desperfectos.

En películas más espesas, cuya rigidez significaría que se desdoblarían bajo presiones superiores, la resistencia adhesiva de las cintas adhesivas 23, 24 tiene que ser superior y es preciso utilizar cintas adhesivas más fuertes.

Los expertos en la técnica concebirán evidentemente elementos de contención alternativos para conformar distintos compartimientos 17, 18 y 19 de acuerdo con las Figuras 3 a 6. Por ejemplo, las cintas adhesivas 23, 24 pueden, por ejemplo ser sustituidos por un adhesivo o soldadura de fusión del material de película. Además es posible unir por fusión las capas delantera y trasera del material de película de la bolsa 3 en el estado plano, del modo indicado en la Figura 3, a lo largo de las líneas verticales interrumpidas o no interrumpidas 13, 14, con una resistencia de forma que, tras llenarse el compartimiento central 17, los sellos de fusión 13, 14 cedan bajo la presión y suelten los compartimientos laterales 18, 19.

Además es posible proporcionar la bolsa con elástico en el sentido transversal o colocar la bolsa en una camisa o funda elástica.

En las Figuras 7 y 8 se ilustran unas realizaciones alternativas de elementos de contención para el despliegue uniforme de una bolsa 30 con un tapón de llenado 31. En este caso la sección superior e inferior 32, respectivamente, de la bolsa 30 se ha vuelto "del revés" de modo que la sección 32 esté ubicada entre una capa delantera y trasera de material de llenado del compartimiento superior o inferior 33 y los elementos de contención actúan en estas secciones de bolsas puestas "del revés". En la Figura 7 el compartimiento superior 32 se expulsará hacia arriba al llenarse, tras lo cual se llenará el compartimiento inferior 33. En la Figura 8 el compartimiento superior 33 se llenará en primer lugar al llenar la bolsa, tras lo cual, cuando se llegue a una presión de llenado predeterminada, el compartimiento inferior 32 se expulsará hacia abajo hasta que se haya llenado el compartimiento inferior 32 también.

La Figura 9 muestra una realización alternativa adicional en el que el material de la bolsa 34 se ha desplazado desde los extremos laterales 36, 37 indicados por una línea discontinua hacia la línea central, de modo que se obtengan unos compartimientos laterales 42, 43 y un compartimiento central 38. Los compartimientos laterales pueden ser afianzados en la posición doblada por puntos de encolado 40, 41. Después de llenar el compartimiento central 38 las piezas 36, 37, dobladas por la mitad, se expulsarán hacia fuera y la bolsa 34 logrará la configuración llena.

En el caso de los ejemplos anteriormente descritos, la bolsa 30, 34 siempre se coloca en posición vertical de modo que el tapón de llenado 31, 38 forme el punto más elevado. También es posible llenar la bolsa de acuerdo con la presente invención en posición invertida, de modo que el tapón de llenado 31, 38 conforme el punto más bajo, obteniendo las ventajas anteriormente indicadas.

Por último, la Figura 10 muestra un gráfico de una velocidad de flujo determinada utilizando el dispositivo de acuerdo con la Figura 2 contra el tiempo, al llenar una bolsa de una capacidad de 4 litros de cerveza, la presión de llenado siendo 1 bario y la presión dentro del envase rígido siendo 2 barios. La bolsa se dobló de acuerdo con la pauta mostrada en las Figuras 3 a 6. Al llenar el compartimiento 17, la velocidad de caudal, después de haber sido esencialmente constante, se reduce súbitamente al punto A, tras lo cual la velocidad de flujo aumenta rápidamente. Esto significa que una de las cintas adhesivas 23, 24 se ha desprendido y uno de los compartimientos laterales 18 o 19 se ha soltado. El segundo compartimiento se suelta en el punto B del gráfico de acuerdo con la Figura 10, tras lo cual se finaliza el proceso de llenado con relativa rapidez. En el caso de una configuración perfectamente simétrica de los compartimientos, los puntos A y B serán coincidentes. Detectando el momento en el tiempo en el que el compartimiento lateral se despliega determinado los cambios similares a pulsaciones de la velocidad de flujo de acuerdo con la Figura 10, es posible determinar que los compartimientos laterales se han desplegado y, por tanto, que se ha realizado el proceso de llenado de acuerdo con las especificaciones.

Claims (12)

1. Envase flexible (3, 30, 34) fabricado de un material en forma de película para contener una sustancia fluida que consta de una abertura de llenado (9) y al menos un medio divisorio a lo largo del cual se coloca una primera parte de tabique del envase contra una segunda parte de tabique del envase, dividiendo el medio divisorio el envase en un primer compartimiento (17, 32, 33, 38) y al menos un segundo compartimiento (18, 19, 32, 33, 42, 43) caracterizado porque al menos un medio divisorio consta de al menos un elemento de contención (13, 14, 23, 24, 40, 41) que mantiene una separación sustancialmente estanca a fluidos entre primer compartimiento y al menos un segundo compartimiento hasta que se logre una presión determinada en el primer compartimiento, y a dicha presión predeterminada al menos un elemento de contención es liberado por la presión de llenado para poner en comunicación fluida el primer y al menos un segundo compartimiento.

2. Envase flexible de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que al menos un elemento de contención consta de dos líneas estancas (13, 14) que se extienden esencialmente desde la parte superior del envase hasta su fondo.

3. Envase flexible (3) de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizado porque la capa delantera de película está unida con la capa trasera de película a lo largo de las líneas estancas (13, 14).

4. Envase flexible (3) de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el contenedor se dobla por la mitad por las líneas estancas (13, 14), estando unida una primera capa del material de película doblada por la mitad con una segunda capa del material de película doblada por la mitad.

5. Envase flexible (3) de acuerdo con la Reivindicación 4, caracterizado porque los elementos de contención (23, 24) constan de cinta adhesiva.

6. Envase flexible (3) de acuerdo con la Reivindicación 4 o 5, caracterizado porque en ambos lados de una línea central del envase dos bandas laterales (20, 21) del envase se doblan por la mitad a lo largo de las líneas estancas (13, 14) paralelas a la línea central.

7. Envase flexible (30, 34) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que una parte del material de película se desplaza desde el reborde periférico del envase hasta el centro del envase y se coloca entre secciones de tabique ubicadas una contra otra, estando conectadas dichas secciones de tabique opuestas por al menos un elemento de contención (40, 41).

8. Envase flexible (3, 30, 34) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la abertura de llenado se dota de una válvula de incomunicación (10) eliminándose el aire del envase al menos parcialmente.

9. Método de llenado para llenar un envase flexible (3, 30, 34) de una sustancia fluida, que consta de los siguientes pasos: colocación del envase flexible (3, 30, 34) en un envase relativamente rígido (2), estando dotado el envase flexible de un material de película destinado a contener una sustancia fluida, que consta de una abertura de llenado (9) y al menos un medio divisorio a lo largo del cual se coloca una primera parte de tabique del envase contra una segunda parte de tabique del envase, dividiendo el medio divisorio el envase en un primer compartimiento (17, 32, 33, 38) y al menos un segundo compartimiento (18, 19, 32, 33, 42, 43), caracterizado en que al menos un medio divisorio consta de al menos un elemento de contención (13, 14, 23, 24, 40, 41) que mantiene una separación sustancialmente estanca a fluidos entre el primer compartimiento y al menos un segundo compartimiento hasta que se logre una determinada presión en el primer compartimiento, y a dicha presión predeterminada se al menos un elemento de contención es liberado por la presión de llenado para poner el primer compartimiento y al menos un segundo compartimiento en comunicación fluida; llenado del primer compartimiento de la sustancia fluida mediante una abertura de llenado (9) en el envase (3, 30, 34); soltando al menos un elemento de contención (13, 14, 23, 24, 40, 41) mediante la presión de llenado de tal modo que se abra al menos un segundo compartimiento (18, 19, 32, 33, 42, 43); y llenado de al menos un segundo compartimiento (18, 19, 32, 33, 42, 43) hasta que el material de llenado del envase flexible (3, 30, 34) esté en contacto con la pared del envase rígido (2).

10. Método de acuerdo con la Reivindicación 9, caracterizado en que el aire se elimina del envase flexible antes de que el envase flexible (3, 30, 34) se inserte en el envase rígido (2).

11. Método de acuerdo con la Reivindicación 9 o 10, caracterizado en que el envase flexible (3, 30, 34) se dobla por la mitad a lo largo de líneas estancas (13, 14), siendo unidas las secciones del envase dobladas por la mitad mediante unos elementos de contención (23, 24, 40, 41) liberados por la presión de llenado.

12. Método de acuerdo con la Reivindicación 9, 10, u 11, caracterizado en que durante el llenado se miden la velocidad de flujo y/o la presión de llenado y en que se determina un cambio en la velocidad y/o presión de llenado al soltar al menos un elemento de contención.