ES2954740T3 - Envase multipack y máquina para fabricar el mismo - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un envase multipack que define una serie de envases (11) formados en una lámina plástica (L) que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en el que dichos envases (11) están unidos por puentes (12), provistos de una línea superior precortada (13) y una línea inferior precortada (14) para romper el puente (12). La línea superior precortada (13) y una línea inferior precortada (14) están dispuestas paralelas entre sí, separadas lateralmente en dirección horizontal, y separadas verticalmente para evitar un calentamiento por compresión y una variación de las propiedades del PET. capa, permitiendo un desgarro limpio del puente mediante la rotación de los contenedores con respecto a dichas líneas superior e inferior precortadas. La invención también comprende una máquina para fabricar el contenedor de paquetes múltiples. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Envase multipack y máquina para fabricar el mismo
Campo de aplicación de la invención
La presente invención es aplicable en el campo de la fabricación de envases multipack destinados a la industria alimentaria y, en concreto, al envasado de productos alimenticios como yogur, natillas, flan o similares.
Estado de la técnica
En la fabricación de envases para la industria alimentaria, es habitual la conformación de envases multipack por medio de una lámina, monocapa o multicapa, hecha de material plástico. Estos envases multipack cuentan con varias cavidades individuales o envases que se unen mediante puentes de unión definidos en la propia capa de plástico.
Una vez llenos y cerrados, los envases se someten a una operación de corte en la que se define una parte del contorno de los envases, y una operación de precorte, en la que se definen líneas de precorte que afectan a los puentes de unión y que facilitan la posterior rotura y separación de los diferentes envases individuales que componen el envase multipack.
Habitualmente, los materiales utilizados para la fabricación de envases alimentarios son polímeros termoplásticos, aunque el poliestireno (PS) es el material más utilizado en la fabricación por termoconformado de envases.
Los productores de yogures y postres más importantes están decididos a cambiar el actual PS (poliestireno) por el PET (tereftalato de polietileno), dado que es 100 % reciclable y reutilizable.
Sin embargo, actualmente no existe una solución para el precorte de puentes entre envases de PET que permita una separación tradicional de los envases, como se hace con el PS, dicho de otro modo, rotar los envases que deban separarse en una dirección perpendicular a la línea de precorte.
Algunos sistemas de precorte han aplicado sin éxito tecnologías utilizadas en líneas de poliestireno (PS) precortado en envases que comprenden al menos una capa de tereftalato de polietileno (PET), sin resultados de buena calidad, ya que las propiedades del PET obligan a los consumidores a realizar la partición rotando los envases, lo que genera un corte defectuoso con partes mal cortadas en forma de muescas salientes, siendo peligroso para el consumidor porque pueda cortarse.
En la patente FR 3022818 A1, las operaciones de corte y precorte se realizan mediante un troquel provisto de un troquel inferior y una placa portapunzones que incorpora cuchillas para realizar los precortes que sobresalen parcialmente de dicha placa portapunzones y solo realizan un surco o línea de precorte en la cara superior del envase.
Las patentes US 2014366694 A1 y ES 222926T T3 describen dispositivos para cortar material plástico, provistos de unas cuchillas superior e inferior enfrentadas para realizar líneas de precorte en las caras opuestas del material.
El problema de estos dispositivos es que durante la acción de las cuchillas de precorte, que están una frente a la otra, se produce un aplanamiento o aplastamiento del núcleo del material que debe cortarse dado que el PET es amorfo. Este aplanamiento produce un aumento de la temperatura del núcleo del material, provocando un cambio en la estructura molecular del PET, haciéndolo un material más elástico, lo que aumenta el clásico efecto bisagra del PET, y por tanto, para romper los puentes de unión y separar los envases es necesario aplicar un movimiento de rotación en los envases en direcciones opuestas, dejando una superficie irregular y peligrosa para el consumidor en la zona precortada.
El documento DE69633971T2 divulga un envase multipack con una serie de envases conformados en una lámina de plástico PET y unidos por puentes con líneas precortadas.
El documento DE7921097U1 divulga un envase que debe cerrarse hecho de plástico, con dos partes de copa de diferentes tamaños para la recepción separada de productos, en donde la parte de transición entre las dos partes de copa tiene un diseño que permite que la parte de la copa más pequeña se retuerza y se separe con respecto a la parte de copa más grande.
El documento DE10348050B3 se refiere a una herramienta para perforar envases desechables multiuso hechos de películas plásticas, que comprende una cuchilla de corte dispuesta en un soporte de cuchilla en ángulo respecto a su dirección de avance axial en el soporte de cuchilla, para así regular el tamaño de un corte.
El documento DE102016123579A1 divulga un método para introducir un medio de aplicación en un hueco de debilitamiento de una tapa, en donde se proporciona dicha tapa con un hueco de debilitamiento conformado completamente sobre la longitud de esta en un primer lado.
El problema técnico planteado es desarrollar un envase multipack provisto de una serie de envases individuales conformados en una lámina de plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en donde dichos envases se unen mediante puentes de unión que tienen una línea superior de precorte y una línea inferior de precorte para la rotura del puente y la separación de los envases, y que tienen las características adecuadas para obtener una rotura limpia de los puentes a lo largo de las líneas de precorte sin definir salientes irregulares y realizando el mismo movimiento que se utiliza actualmente para separar envases de PS (poliestireno); dicho de otro modo, rotando los envases con respecto a la línea de precorte y sin necesidad de rotar los envases en direcciones opuestas.
Esta invención también incluye una máquina de termoconformado del tipo FFS (conformado, llenado y sellado) o similar, con características específicas para la fabricación de dicho envase multipack.
Descripción de la invención
Este envase multipack de la invención de acuerdo con la reivindicación 1 está conformado por una lámina de material de plástico que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno). Dicho envase multipack comprende una serie de envases individuales unidos mediante puentes de unión de un espesor predeterminado, definido en la propia capa de plástico; comprendiendo dichos puentes de unión una línea superior de superior y una línea inferior de precorte para romper el puente y separar los envases individuales.
Con respecto a las líneas superior e inferior de precorte, este envase tiene unas características destinadas a resolver el problema planteado, proporcionando una rotura limpia de los puentes de unión de los envases conformados por una lámina de PET o que incorporan al menos una lámina de p Et , mediante la rotación de los envases que deban separarse en una dirección esencialmente perpendicular a la de dichas líneas de precorte y sin necesidad de rotar los envases en sentidos opuestos.
A tal efecto y de acuerdo con la invención, la línea superior de precorte y la línea inferior de precorte están dispuestas paralelas, separadas lateralmente en una dirección horizontal, a una distancia comprendida entre el 45 % y el 55 % del espesor del puente; y separadas verticalmente a una distancia comprendida entre el 12 % y el 26 % del espesor del puente.
Con las separaciones indicadas, las fibras del PET tienen suficiente espacio para no comprimirse durante la conformación de las líneas superior e inferior de precorte; evitando así el aplanamiento y un aumento de la temperatura del núcleo del material, y evitando que se modifique la estructura molecular del PET, haciéndolo más elástico; por lo tanto, el PET conserva sus propiedades iniciales y puede rasgarse fácilmente de manera uniforme para separar los envases individuales a lo largo de las líneas de precorte, simplemente aplicando un movimiento de rotación en dichos envases en una dirección perpendicular a la de las líneas de precorte.
Esta solución permite obtener los mismos resultados en el precorte de envases de PET que los obtenidos con el PS, solo hay que cambiar la herramienta de corte en la máquina de termoconformado de los envases.
Preferentemente, dada la aplicación de este envase multipack, el espesor del material que conforma el puente y en el que se definen las líneas superior e inferior de precorte comprende entre 0,7 y 1,3 milímetros, lo que dota al envase de una consistencia adecuada sin un tamaño excesivo del espesor del material.
Esta invención también incluye una máquina para fabricar envases multipack de acuerdo con la reivindicación 3, con las características antes mencionadas, características que se exponen en las reivindicaciones adjuntas.
Dicha máquina comprende: un troquel inferior asociado a una prensa con movimiento vertical; una placa portapunzones y un dispositivo de precorte que comprende una cuchilla superior de precorte asociada a la placa portapunzones y una cuchilla inferior de precorte asociada al troquel inferior para definir en los puentes de unión de los envases individuales las líneas superiores de precorte y las líneas inferiores de precorte, adecuadas para romper dichos puentes y separar los envases individuales conformados con PET o que incorporan al menos una capa de PET.
De acuerdo con la invención, la cuchilla superior de precorte y la cuchilla inferior de precorte son paralelas entre sí y están separadas lateralmente, en una dirección horizontal, una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros, siendo esta separación adecuada para realizar las líneas de precorte en los puentes del envase multipack sin que se compriman las fibras de PET, se caliente el núcleo del puente o se modifiquen sus propiedades físicas.
Preferentemente, la cuchilla superior de precorte está montada con posibilidad de movimiento vertical relativo respecto a un tope flotante, el cual estará provisto de movimiento vertical limitado respecto a la placa portapunzones; estando montado dicho tope flotante sobre unos primeros resortes calibrados y la cuchilla superior de precorte sobre unos segundos resortes calibrados.
Dichos resortes calibrados proporcionan un empuje suficiente para que la cuchilla superior de precorte penetre en el puente del envase multipack cuando dicho envase multipack sea empujado verticalmente y en dirección ascendente, es decir, hacia la placa portapunzones.
Preferentemente, el movimiento relativo de la cuchilla superior de precorte con respecto al tope flotante y la penetración de la cuchilla superior de precorte en el material plástico comprenden entre 0,42 y 0,91 milímetros, lo cual es adecuado para definir una línea superior de precorte de la profundidad especificada en el envase descrito anteriormente.
En una realización preferida, la cuchilla inferior de precorte sobresale del troquel inferior a una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, formando dicho troquel inferior un tope para la penetración de la cuchilla inferior de precorte en el material que conforma el puente de los envases.
Descripción de las figuras
Como complemento a la descripción proporcionada en el presente documento y con el fin de ayudar a que las características de la invención puedan comprenderse mejor, la presente memoria descriptiva va acompañada de un conjunto de dibujos que, a modo de ilustración y no de limitación, representan lo siguiente:
- la figura 1 muestra una vista en planta esquemática de un envase multipack, de acuerdo con la invención, conformado con PET.
- La figura 2 muestra una vista en alzado del envase multipack de la figura anterior, en sección transversal en plano vertical, y una vista en detalle ampliado de una zona del puente en donde se aprecia la disposición de las líneas superior e inferior de precorte.
- La figura 3 muestra una vista en alzado de dos envases individuales del envase multipack de PET de las figuras anteriores y el movimiento de rotación que debe aplicarse en el mismo, en una dirección perpendicular a las líneas de precorte, para conseguir la rotura del puente y la separación de dichos envases individuales.
- Las figuras 4a, 4b y 4c muestran vistas en alzado parcial de una sección transversal en plano vertical de la máquina para fabricar el envase multipack de las figuras 1 a 3, y vistas ampliadas de los respectivos detalles, en las que se aprecia el dispositivo de precorte en tres posiciones diferentes y sucesivas durante la creación de las líneas superior e inferior de precorte.
Realización preferida de la invención
En la realización mostrada en las figuras 1 y 2 se puede apreciar un envase multipack (1) de acuerdo con la invención, conformado a partir de una lámina (L) de material de plástico que, en este caso, está compuesta por una capa de PET (tereftalato de polietileno).
Este envase multipack (1) comprende una serie de envases individuales (11) unidos entre sí por puentes (12) de espesor predeterminado (e) y conformados por la propia lámina de PET (L).
En este ejemplo concreto, el espesor (e) del puente comprende entre 0,7 y 1,3 milímetros.
Como puede observarse en el detalle ampliado de la figura 2, el puente (12) comprende una línea superior de precorte (13) y una línea inferior de precorte (14) dispuestas en paralelo, separadas lateralmente, en una dirección horizontal, a una distancia (d1) comprendida entre el 45 % y el 55 % del espesor (e) del puente, y separadas verticalmente una distancia (d2) comprendida entre el 12 % y el 26 % del espesor del puente (12).
En una realización específica, el espesor del material que conforma el puente (12) es de 1 milímetro, y las líneas superior e inferior de precorte (13, 14) están separadas horizontalmente una distancia (d1) de 0,5 milímetros y separadas verticalmente una distancia (d2) de 0,19 milímetros.
Con las características indicadas, la compresión del material para definir las líneas de precorte evita el calentamiento de las fibras de PET en la zona del núcleo y la modificación de sus propiedades físicas, permitiendo así que el PET conserve sus propiedades y logrando una rotura limpia del envase multipack (1) por dichas líneas de precorte simplemente rotando los envases (11) en una dirección perpendicular a la de las líneas de precorte, como se muestra en la figura 3, como si fuera un envase de poliestireno (PS).
Las figuras 4a-4c muestran parcialmente una máquina de termoconformado adecuada para fabricar el envase multipack descrito con anterioridad, provisto de un dispositivo de precorte para el puente de los envases.
Dicha máquina es del tipo que comprende: un troquel inferior (2) asociado a una prensa de movimiento vertical (no ilustrada); una placa portapunzones (3) y un dispositivo de precorte que comprende: una cuchilla superior de precorte (31) asociada a la placa portapunzones (3) y una cuchilla inferior de precorte (21) asociada al troquel inferior (2), para definir en los puentes de unión (12) de los envases (11) las líneas superiores de precorte y las líneas inferiores de precorte (13, 14), adecuadas para romper dichos puentes (12) y separar los envases individuales (11).
De acuerdo con la invención, la cuchilla superior de precorte (31) y la cuchilla inferior de precorte (21) son paralelas y están separadas lateralmente, en una dirección horizontal, a una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros, lo que permite definir las líneas superior e inferior de precorte (13, 14) en el puente (12) del envase multipack (1) con una separación horizontal comprendida entre el 45 % y el 55 % del espesor (e) del puente (12).
La cuchilla superior de precorte (31) está montada con posible movimiento vertical respecto a un tope flotante (32), con posibilidad de movimiento vertical limitado respecto a la placa portapunzones (3).
Dicho tope flotante (32) está montado sobre unos primeros resortes calibrados (33) y la cuchilla superior de precorte (31) sobre unos segundos resortes calibrados (34).
El movimiento relativo de la cuchilla superior de precorte (31) con respecto al tope flotante (32) y la penetración de dicha cuchilla superior de precorte (31) en el material plástico comprenden entre 0,42 y 0,91 milímetros.
A su vez, la cuchilla inferior de precorte (21) sobresale del troquel inferior (2) una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, formando dicho troquel inferior (2) un tope para la penetración de la cuchilla inferior de precorte (21) sobre el material que conforma el puente (12) de los envases (11).
La cuchilla superior de precorte (31) y la cuchilla inferior de precorte (21) tienen unas primeras caras paralelas y verticales y unas segundas caras oblicuas, que se desvían en direcciones opuestas, alejándose de la otra cuchilla de precorte opuesta. Esta configuración minimiza la presión que ejercen las cuchillas sobre las fibras de PET en la zona comprendida entre ambas cuchillas.
El funcionamiento del mencionado dispositivo de corte, representado en las figuras 4a-4c, es el siguiente: el troquel inferior (2) actúa mediante un pistón (sin referencia) contra el material para producir el corte de la cuchilla inferior de precorte (21) y el posterior movimiento de la cuchilla superior de precorte (31).
La cuchilla superior de precorte (31) se desplaza en la medida permitida por el tope flotante (32), consiguiendo así proporciones exactas para los diferentes porcentajes de corte propuestos y con la particularidad de que todas las cuchillas que intervienen en un dispositivo de estas características son individuales y tienen el mismo comportamiento, dado que el espesor del material es el que limita los precortes mediante el pistón del troquel inferior (2) y del tope flotante (32).
Para obtener los resultados descritos, se ha desarrollado un sistema de accionamiento, lo que garantiza que todos y cada uno de los diversos elementos precortados sean exactamente iguales durante su creación, independientemente de la planitud del sistema de la máquina y de la tolerancia en el espesor del material.
El troquel inferior (2) y la cuchilla inferior de precorte (21) se mueven verticalmente por el movimiento de la prensa de la máquina, levantando la lámina de PET (L) contra el tope flotante (32), el cual se mantiene en posición mediante unos primeros resortes calibrados (33) para soportar la fuerza de corte necesaria para que la cuchilla inferior de precorte (21) penetre en el material, creando la línea inferior de precorte (14). Debido al movimiento ascendente de la prensa de corte, el tope flotante (32) se mueve en vertical, comprimiendo los primeros resortes calibrados (33) y desplazándolos hacia arriba una distancia adecuada para la penetración indicada de la cuchilla superior de precorte (31) en el material de la lámina (L) y para definir la línea superior de precorte (13).
La cuchilla superior de precorte (31) también está montada sobre unos segundos resortes calibrados (34) que permiten el movimiento simultáneo de la cuchilla superior de precorte (31) y el tope flotante (32) para absorber las tolerancias planas del sistema, garantizando un precorte igual en todo el dispositivo.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un envase multipack que define una serie de envases (11) conformados en una lámina de plástico (L) que comprende al menos una capa de PET (tereftalato de polietileno), y en donde dichos envases (11) están unidos por unos puentes (12) con un espesor predeterminado (e), definido en la propia lámina de plástico (L); comprendiendo dichos puentes (12) una línea inferior de precorte (14) para la rotura del puente (12) y la separación de los envases (11) ; caracterizado por que dichos puentes (12) comprenden además una línea superior de precorte (13) para la rotura del puente (12) y la separación de los envases (11), estando la línea superior de precorte (13) y la línea inferior de precorte (14) dispuestas en paralelo, separadas lateralmente en una dirección horizontal, a una distancia (d1) comprendida entre el 45 % y el 55 % del espesor (e) del puente; y verticalmente separadas a una distancia (d2) comprendida entre el 12 % y el 26 % del espesor (e) del puente.
2. El envase multipack de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el espesor del material del puente comprende entre 0,7 y 1,3 milímetros.
3. Una máquina para fabricar el envase multipack de las reivindicaciones anteriores, que comprende: un troquel inferior (2) asociado a una prensa con movimiento vertical; una placa portapunzones (3) y un dispositivo de precorte que comprende una cuchilla superior de precorte (31) asociada a la placa portapunzones (3), para definir en los puentes de unión (12) de los envases (11) una línea superior de precorte (13) adecuada para romper dichos puentes (12) y separar los envases (11); caracterizada por que comprende además una cuchilla inferior de precorte (21) asociada al troquel inferior (2), para definir en los puentes de unión (12) de los envases (11) una línea inferior de precorte (14), adecuada para romper dichos puentes (12) y separar los envases (11), siendo las cuchillas superior e inferior de precorte (31,21) paralelas y estando separadas lateralmente, en una dirección horizontal, a una distancia comprendida entre 0,315 y 0,715 milímetros y por que la cuchilla superior de precorte (31) está montada con posibilidad de movimiento vertical relativo respecto a un tope flotante (32) provisto de movimiento vertical limitado respecto a la placa portapunzones (3); estando montado dicho tope flotante (32) sobre unos primeros resortes calibrados (33) y la cuchilla superior de precorte (31) sobre unos segundos resortes calibrados (34).
4. La máquina de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que el movimiento relativo de la cuchilla superior de precorte (31) con respecto al tope flotante (32) y la penetración de la cuchilla superior de precorte (31) en el material plástico comprende entre 0,42 y 0,91 milímetros.
5. La máquina de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que la cuchilla inferior de precorte (21) sobresale del troquel inferior (2) una distancia comprendida entre 0,098 y 0,234 milímetros, formando dicho troquel inferior (2) un tope para la penetración de la cuchilla inferior de precorte (21) en el material que conforma el puente (12) de los envases (11).
6. La máquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada por que la cuchilla superior de precorte (31) y la cuchilla inferior de precorte (21) tienen unas primeras caras paralelas y verticales, y unas segundas caras oblicuas, que se desvían en direcciones opuestas, alejándose de la cuchilla de precorte (21, 31) opuesta.
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