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ES2246417T3 - Material en laminas para producir envases de productos alimenticios, y envases hechos de un material de este tipo. - Google Patents

Material en laminas para producir envases de productos alimenticios, y envases hechos de un material de este tipo.

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Publication number
ES2246417T3
ES2246417T3 ES02785352T ES02785352T ES2246417T3 ES 2246417 T3 ES2246417 T3 ES 2246417T3 ES 02785352 T ES02785352 T ES 02785352T ES 02785352 T ES02785352 T ES 02785352T ES 2246417 T3 ES2246417 T3 ES 2246417T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
registration mark
lines
package
decoration
compression
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES02785352T
Other languages
English (en)
Inventor
Paolo Scarabelli
Lorenzo Tacconi
Giorgio Galavotti
Rickard Norenstam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tetra Laval Holdings and Finance SA filed Critical Tetra Laval Holdings and Finance SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2246417T3 publication Critical patent/ES2246417T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B41/00Supplying or feeding container-forming sheets or wrapping material
    • B65B41/18Registering sheets, blanks, or webs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Cartons (AREA)
  • Packages (AREA)

Abstract

Un material (2) de lámina para producir envases de productos alimenticios y que comprende un número de líneas de doblez (4), y al menos una marca de registro (18) ópticamente detectable; caracterizado porque dicha marca de registro (18) comprende al menos dos segmentos paralelos (37a, 37b) que son perpendiculares a una dirección de alimentación de dicho material (2); y un segmento inclinado (37c) interpuesto entre los segmentos paralelos.

Description

Material en láminas para producir envases de productos alimenticios, y envases hechos de un material de este tipo.
Campo técnico
El presente invento se refiere a material de láminas para envasar productos alimenticios.
Técnica anterior
Son conocidos los materiales para envasar productos alimenticios vertibles, tales como zumo de frutas, vino, salsa de tomate, leche pasteurizada o de almacenamiento a largo plazo (en adelante leche UHT), etc.
Los envases se forman a partir de una banda continua de material para envasar. De acuerdo con una técnica conocida, la banda se cierra herméticamente en dirección longitudinal para formar un tubo continuo.
El material para envasar tiene una estructura de estratos múltiples que comprende un estrato de material de papel recubierto sobre ambas caras con estratos de material de cierre hermético por calor, por ejemplo, polietileno, y, en el caso de envases asépticos para productos de almacenamiento a largo plazo, como la leche UHT, comprende también un estrato de material de protección definido, por ejemplo, por una película de aluminio, que se superpone sobre un estrato de material de plástico de cierre hermético por calor y que a su vez está recubierto con otro estrato de material de plástico de cierre hermético por calor que eventualmente define la cara interior del envase que está en contacto con el producto alimenticio.
Para producir envases asépticos, la banda de material de envasar se desenrolla de un carretel y se introduce a través de una cámara aséptica en la que se esteriliza, por ejemplo, mediante la aplicación de un producto esterilizante tal como el peróxido de hidrógeno, que posteriormente se vaporiza por calentamiento o bien sometiendo al material para envasar a la radiación de una longitud de onda e intensidad apropiadas.
La banda esterilizada luego se dobla en un cilindro y se cierra herméticamente en dirección longitudinal para formar, de una manera conocida, un tubo continuo, vertical, cerrado herméticamente en la dirección longitudinal. En otras palabras, el tubo de material para envasar forma una prolongación de la cámara aséptica, y se llena continuamente con el producto alimenticio vertible y después se introduce en una unidad de conformación y cierre hermético para formar los envases individuales y en los que unos pares de mordazas agarran y cierran herméticamente el tubo en dirección transversal para formar paquetes tipo briqueta.
Los paquetes tipo briqueta se separan luego mediante el corte de la parte de cierre hermético entre los envases, y se introducen en una estación de doblado final donde se doblan mecánicamente en la forma de los envases acabados,
Las diversas operaciones del procedimiento de fabricación de los envases se realizan usando, como una referencia, una marca o marcas de registro impresas sobre el material en la primera etapa de impresión.
La marca o marcas de registro incluyen un código impreso que se usa también normalmente en la máquina de conformación para controlar la alimentación del material a través de las diversas estaciones de trabajo. Más específicamente, como es sabido, un dispositivo denominado "de corrección de decoración" actúa sobre los envases que se están formando para "dibujar" motivos diversos en la dirección de alimentación y asegurar que las prestaciones de la conformación mecánica están de acuerdo con la decoración de los envases.
En las máquinas de envasar conocidas, antes de que la banda se cierre herméticamente en la dirección longitudinal para formar el tubo, se debe controlar también la posición transversal de la banda, por ejemplo, para realizar operaciones auxiliares, tales como el corte y la aplicación de lengüetas retirables o de dispositivos de apertura.
Es también necesario controlar la posición angular del tubo en la unidad de cierre hermético, que puede variar, en uso, con respecto a la posición angular deseada, bien porque los bordes laterales de la banda no sean perfectamente rectos, o bien por el efecto producido por los pares de mordazas golpeando sucesivamente el tubo, y por los efectos debidos a las variaciones de tensión en la banda.
Como lo anterior podría afectar negativamente a la calidad de los cierres herméticos en las direcciones longitudinal y transversal, y a la precisión con que se forman los envases, las máquinas conocidas están provistas de dispositivos para ajustar manualmente la posición angular del tubo. Tales dispositivos, sin embargo, consumen un tiempo relativamente largo, y podrían implicar la parada de la máquina con la consiguiente pérdida de producción. Se han propuesto también sistemas para ajustar automáticamente la posición angular del tubo de material de envasar, pero exigen el uso de un detector exclusivo para determinar la posición de los estratos superpuestos de material en el cierre hermético longitudinal.
Descripción del invento
Un objeto del presente invento es proveer un material de láminas de envasar para producir envases de productos alimenticios, y que comprende marcas de registro detectables ópticamente mediante las cuales se determina la posición del material tanto en la dirección de alimentación de la máquina como en la dirección transversal.
De acuerdo con el presente invento, se ha provisto un material de lámina para producir envases de productos alimenticios y que comprende un número de líneas de doblez, y una sucesión de marcas de registro ópticamente detectables; caracterizado porque cada marca de registro comprende al menos dos segmentos paralelos que son perpendiculares a una dirección de dicho material; y un segmento inclinado interpuesto entre los segmentos paralelos.
De acuerdo con el invento, cuando el material se alimenta a través de la máquina, se pueden detectar las marcas de registro mediante uno o más detectores ópticos para controlar la posición de la banda en una estación de trabajo respectiva y conectada a una unidad de proceso y control para controlar los dispositivos que gobiernan la posición de la banda. El segmento inclinado, junto con los dos segmentos transversales a la dirección de alimentación, indican la posición transversal del material, lo cual podría utilizarse para corregir automáticamente tanto la posición transversal de la banda plana como la posición angular del tubo.
Otro problema típicamente relacionado con los materiales de envasar conocidos es el siguiente:
Los envases se forman doblando el material de envasar a lo largo de una líneas de doblez "hendidas" en el material. Aunque la formación de los envases debe conjugarse con las líneas de doblez, el material de envasar que se introduce en la máquina de conformación se controla normalmente basándose en marcas de registro impresas en el material.
La razón de esto estriba en la detección óptica convencional de las líneas de doblez que todavía plantea problemas para los que aún no se ha encontrado una solución satisfactoria.
Las operaciones de hendido e impresión se realizan en etapas diferentes en el ciclo de producción del material, por lo que es inevitable que existan tolerancias entre las dos etapas. Por tanto, la utilización de marcas de registro impresas como referencias de posición para las operaciones resulta inevitablemente en errores.
De acuerdo con una realización preferida del invento, las marcas de registro detectadas ópticamente se definen mediante líneas de doblez hendidas por compresión que tienen un perfil rebajado sobre una primera cara del material, y un perfil no convexo sobre una segunda cara del material
En comparación con los métodos de hendido conocidos, el hendido por compresión aporta la obtención de líneas de compresión mucho más claras que son detectables ópticamente y por tanto se pueden usar como marcas de registro.
De acuerdo con una realización preferida del invento, el material comprende también una decoración que tiene un área impresa al menos parcialmente que rodea una o más líneas de doblez hendidas por compresión, de tal manera que las líneas de doblez en el área impresa definen marcas ópticamente detectables, "impresas en negativo".
Cuando se imprime usando cualquier técnica de impresión conocida, el material de envasar se comprime entre un cilindro impresor y un contra-cilindro. Si se usa un método convencional de hendido, el perfil convexo de la hendidura en la cara del contra-cilindro produce un empuje que resulta en un contacto accidental e involuntario entre el material de envasar y el cilindro impresor en el lado cóncavo de la línea de hendido, dando así lugar a unas líneas con perfiles imprecisos que son sustancialmente indetectables por métodos ópticos.
Por otra parte, el hendido por compresión produce también un perfil plano o ligeramente cóncavo en la cara del material de envasar que está en contacto con el contra-cilindro, eliminando de ese modo el empuje, y el lado opuesto rebajado de la línea de doblez está definidamente exento de tinta, obteniéndose así una marca de alto contraste perfectamente detectable por un detector óptico.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describe, a título de ejemplo, una serie de realizaciones sin carácter limitativo del presente invento con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra, esquemáticamente, una máquina para producir envases asépticos a partir de una banda de material de lámina de acuerdo con el presente invento;
La Figura 2 muestra una parte de un material de envasar de lámina de acuerdo con el presente invento;
Las Figuras 3 y 4 muestran, esquemáticamente, etapas respectivas en un método de producir el material de la Figura 2;
La Figura 5 muestra una parte de un material de envasar de acuerdo con una realización adicional del invento.
Modo óptimo de realizar el invento
En la Figura 2, el número 1 indica una parte de un material 2 de lámina para envasar introducido en la forma de una banda continua 3.
La banda 3 de material 2 comprende un número de líneas de doblez 4 y una decoración impresa 5, que se repiten en intervalos R iguales a la longitud del material requerido para producir un envase.
La banda 3 se puede usar en una máquina 6, mostrada esquemáticamente en la Figura 1, para producir envases asépticos, y sobre cuya máquina una banda 3 se desenrolla de un carretel 7 y se alimenta a través de una cámara aséptica (no mostrada), donde se esteriliza, y por medio de un conjunto 8 mediante el cual se dobla y cierra herméticamente en la dirección longitudinal para formar, de una manera conocida, un tubo vertical continuo 9.
El tubo 9 de material de envasar se llena continuamente con el producto alimenticio vertible por medio de un dispositivo conocido 10 de llenado, y luego se introduce en una estación de conformación y cierre hermético transversal donde es agarrado entre pares de mordazas (no mostradas) que cierran herméticamente el tubo en dirección transversal para formar envases tipo briqueta 15.
Los envases tipo briqueta 15 se separan luego mediante el corte de la parte de cierre hermético entre los envases, y se introducen a una estación final de doblado 16 donde se les dobla mecánicamente para formar los envases acabados 17.
Los envases se forman doblando el material a lo largo de las líneas de doblez 4, y controlando la alimentación de material por medio de un detector óptico 16 para "leer" las marcas de registro localizadas en el material a intervalos R.
De acuerdo con el presente invento, cada marca de registro 18 comprende una línea 37 de registro fraccionada, sustancialmente en forma de Z, definida por un primero y un segundo segmento 37a, 37b paralelos entre sí y perpendiculares a la dirección de alimentación 3 de la banda 3 sobre la máquina 6, y por un segmento 37c que está inclinado con respecto a los segmentos 37a, 37b.
Por consiguiente, a medida que la banda 3 se introduce a través de la máquina 6, se puede detectar la marca de registro 18 mediante uno o más detectores ópticos 16 para controlar la posición de la banda 3 en una respectiva estación de trabajo y conectarse a una unidad 41 de tratamiento y control para controlar dispositivos conocidos (no mostrados) que gobiernan la posición de la banda 3.
Usando una línea 37 de registro en forma de Z, se puede controlar la posición de la banda 3 tanto en la dirección de alimentación como transversalmente, por ejemplo, para corregir la posición transversal de la banda todavía plana, realizar operaciones auxiliares tales como el corte y la aplicación de lengüetas retirables o dispositivos de apertura, o bien para corregir la posición angular del tubo 9.
Adicionalmente, se habilita el control de la alineación lateral durante el procedimiento de aplicación de la tira de adhesivo a un borde de la banda con el fin de cerrar herméticamente la banda en la dirección longitudinal para formar un tubo, así como el control de la alineación de los bordes superpuestos de banda en el caso de escisión de la banda.
En realidad, el detector óptico 16 detecta sucesivamente el primer segmento 37a, el segmento inclinado 37c, y el segundo segmento 37b de la línea; la unidad de control 41 calcula un primer tiempo T1 entre la detección del primer segmento 37a y del segmento inclinado 37, y un segundo tiempo T2 entre la detección del segmento inclinado 37c y del segundo segmento 37b; y se puede calcular el error de posición transversal de la banda 3 y corregir basándose en la relación entre T1 y T2. Más específicamente, si el detector 16 se sitúa en el plano central de las marcas 18 de registro, en la posición correcta o de referencia de la banda 3, la posición transversal correcta de la banda corresponde a una relación T1/T2 igual a 1. Si la relación es menor o mayor que 1, la banda se puede mover transversalmente de una manera conocida en la dirección apropiada para reducir el error de posición.
Similarmente, es posible calcular el error de posición lateral de la banda 3 a partir de la relación entre T1 y T2 y el tiempo total T1 + T2. En este caso, el valor 0,5 indica el centro, mientras que los valores diferentes indican desplazamientos laterales.
Las líneas de doblez 4 se definen convenientemente por medio de un procedimiento de hendido por compresión (Figura 3).
Más específicamente, el material 2 se comprime entre un rodillo de hendido 20 - cuyo perfil se ha mostrado en parte, en forma plana en la Figura 3, y tiene un número de salientes 21 que se corresponden con las líneas de compresión 4 - y un rodillo liso 22 de reacción, es decir, sin cavidades que se correspondan con los salientes 21. Convenientemente, el rodillo 20 trabaja sobre la cara 23 del material que define la superficie exterior del envase, es decir, sobre la que está impresa la decoración, y el rodillo 22 sobre la cara contraria.
La altura de los salientes 21 abarca entre el 50% y el 90% y preferiblemente es de alrededor del 80%, del espesor del material 2. El espesor del material se reduce por el mismo porcentaje durante la compresión, después de lo cual, el material se recupera parcialmente, pero retiene una configuración de compresión permanente. El fondo residual de las líneas de compresión abarca convenientemente entre el 30% y el 60% del espesor del material 2, y es igual a alrededor del 50% del espesor cuando se impone una deformación de aproximadamente el 80% durante el hendido.
Como se ha mostrado claramente en la Figura 4, las líneas de compresión 4 tienen un perfil rebajado, definido lateralmente por lados escalonados 26, sobre la cara 23 del material 2, y un perfil sustancialmente plano o ligeramente cóncavo sobre la cara contraria 25.
La Figura 4 muestra también, esquemáticamente en planta, los perfiles de un rodillo impresor 30 y de un contra-rodillo 31 que respectivamente entran en contacto con las caras 23 y 25 del material 2 en una línea de compresión 4.
Como se ha mostrado claramente en la Figura 4, el perfil sustancialmente plano o ligeramente cóncavo de la línea de compresión 4 sobre el contra-rodillo 31 enfrentado a un lado elimina el empuje sobre el material 2 que podría dar lugar a que la parte más delgada del material se llevase a establecer contacto con el rodillo impresor 30.
Por tanto, el rodillo impresor 30 solamente está en contacto con la superficie del material 2 fuera de la línea de compresión 4, que en consecuencia aparece como una línea nítida "impresa en negativo" sobre el material.
Esta propiedad del hendido por compresión, en una realización preferida del presente invento, se podría aprovechar para obtener marcas de registro 18 que correspondan perfectamente con las líneas de compresión 4. Por ejemplo, con referencia a la Figura 2, la marca de registro 18 se podría definir por un área rectangular 36 impresa sobre la parte de material 2 que define eventualmente el fondo del envase acabado 17. El área 36 encierra parte de las líneas de compresión 4 - en particular, la línea 37 de forma de Z definida por los segmentos 37a, 37b, 37c de las líneas de compresión 4 - con el fin de definir la marca de registro 18 con y por contraste con la línea 37.
De ese modo, la línea 37 en forma de Z está "impresa en negativo" en el área 36 que forma parte de la decoración 5.
El material 2 (Figura 2) está provisto convenientemente de marcas detectables ópticamente para habilitar la lectura del detector óptico 16, a fin de evitar que la marca 18 (que produce tres lecturas de separación variable) se "confunda" con otras marcas definidas por la decoración 5, líneas 4, o por una combinación de éstas.
Las marcas 40, que podrían ser impresas o hendidas, se podrían definir mediante un código de registro o por dos o más líneas perpendiculares a la dirección de alimentación y separadas en una distancia predeterminada. El código de registro podría estar situado en cualquier posición conveniente sobre la banda.
La unidad de tratamiento 41 se podría programar, por ejemplo, para abrir solamente una ventana de lectura - dimensionada para comprender definidamente la lectura de la marca de registro 18 - después de un intervalo de tiempo y/o una distancia predeterminados desde cuando se ha leído la sucesión conocida de marcas 40 con una separación dada.
En la variación de la Figura 5, la marca de registro 18 se ha definido por las líneas de compresión formadas exclusivamente para ese fin, es decir, no representando parte alguna en la formación del envase, y convenientemente comprende un área impresa cuadrada 36 que encierra cuatro líneas de compresión 37d que forman un cuadrado, y una línea de compresión 37e a lo largo de la diagonal del cuadrado.
De ese modo, la marca se puede "leer" exactamente de la misma manera que la línea de registro 37 de forma de Z, pero, al ser cuadrada, se puede leer en dos direcciones perpendiculares de alimentación de material X, Y, con respecto a un detector óptico 16.
Esto podría ser útil, por ejemplo, para usar la marca 18 como un registro en una unidad para aplicar dispositivos de apertura a envases acabados 17, y sobre la que los envases se introducen hacia delante orientados de modo diferente.
Evidentemente, se pueden hacer cambios al material 2 que se ha descrito en la presente memoria sin apartarse, no obstante, del alcance definido en las Reivindicaciones adjuntas.
En particular, si el contraste obtenido mediante el hendido por compresión es suficiente, se puede omitir el área impresa 36 y leer directamente el hendido
Además, se puede proveer al material de marcas de registro en forma de Z o cuadradas y en diagonal impresas positiva o negativamente de la manera convencional, frente a las hendidas por compresión.

Claims (15)

1. Un material (2) de lámina para producir envases de productos alimenticios y que comprende un número de líneas de doblez (4), y al menos una marca de registro (18) ópticamente detectable; caracterizado porque dicha marca de registro (18) comprende al menos dos segmentos paralelos (37a, 37b) que son perpendiculares a una dirección de alimentación de dicho material (2); y un segmento inclinado (37c) interpuesto entre los segmentos paralelos.
2. Un material como se ha reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado porque dicha marca de registro (18) comprende cuatro segmentos (37d) dispuestos para formar un cuadrado; y un segmento inclinado (37e) a lo largo de la diagonal del cuadrado.
3. Un material como se ha reivindicado en la Reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dichas líneas de doblez (4) son líneas comprimidas que tienen un perfil rebajado sobre una primera cara del material, y un perfil no convexo sobre una segunda cara de dicho material.
4. Un material como se ha reivindicado en la Reivindicación 3, caracterizado porque dicha marca de registro (18) está definida al menos parcialmente por dichas líneas de compresión (37).
5. Un material como se ha reivindicado en una cualquiera de las Reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender una decoración impresa (5).
6. Un material como se ha reivindicado en la Reivindicación 5, caracterizado porque dicha decoración comprende al menos un área impresa (36) que encierra al menos parcialmente a dichas líneas de compresión (37) y que define, con ellas y por contraste, dicha marca de registro (18).
7. Un material como se ha reivindicado en la Reivindicación 5, caracterizado porque dicha marca de registro (18) detectable ópticamente forma parte de dicha decoración (5).
8. Un material como se ha reivindicado en una cualquiera de las Reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender marcas detectables ópticamente (40) para permitir la lectura de dicha marca de registro (18).
9. Un envase que contiene un producto alimenticio y formado a partir de un material (2) de lámina doblado a lo largo de líneas de doblez (4); cuyo envase (17) comprende una marca de registro (18) detectable ópticamente; caracterizado porque dicha marca de registro (18) comprende al menos dos segmentos paralelos (37a, 37b), y un segmento inclinado (37c) interpuesto entre los segmentos paralelos.
10. Un envase como se ha reivindicado en la Reivindicación 9, caracterizado porque dicha marca de registro (37) comprende cuatro segmentos (37d) dispuestos para formar un cuadrado; y un segmento inclinado (37e) a lo largo de la diagonal del cuadrado.
11. Un envase como se ha reivindicado en las Reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque dichas líneas de doblez (4) son líneas de compresión que tienen un perfil rebajado sobre una cara exterior del material (2), y un perfil no convexo sobre una cara interior del material (2).
12. Un envase como se ha reivindicado en la Reivindicación 11, caracterizado porque dicha marca de registro (18) está definida al menos en parte por dichas líneas de compresión (37).
13. Un envase como se ha reivindicado en las Reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por comprender una decoración impresa (5).
14. Un envase como se ha reivindicado en la Reivindicación 13, caracterizado porque dicha decoración (5) comprende al menos un área impresa (36) que encierra al menos en parte a dichas líneas de compresión (37) y que define, con ellas y por contraste, dicha marca de registro (18).
15. Un envase como se ha reivindicado en la Reivindicación 14, caracterizado porque dicha marca de registro (18) detectable ópticamente forma parte de dicha decoración (5).
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