ES2310689T3 - Aparato y procedimiento para la fabricacion y llenado de bolsas flexibles. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación y llenado de bolsas flexibles, comprendiendo el procedimiento: moldear por soplado una preforma (10, 100) que tiene una parte de cuello (110) dando una bolsa flexible, colapsable, no autoportante que termina en un cuello, (110); llenar dicha bolsa flexible con el producto deseado; cerrar o taponar la bolsa llenada, en el cual la parte de cuello (110) de la preforma (10, 100) y la bolsa se usan para manipular la preforma (10, 100) y la bolsa a lo largo de todo el procedimiento.
Description
Aparato y procedimiento para la fabricación y
llenado de bolsas flexibles.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación y llenado de bolsas flexibles, en
el cual dichas bolsas tienen una o más capas. Más particularmente,
en las bolsas multicapa, las capas se adhieren directamente las
unas a las otras y son altamente flexibles y resistentes de manera
que son apropiadas para diversas aplicaciones de envasado. Estas
bolsas se pueden usar como productos autónomos o se pueden usar como
recipientes de recubrimiento.
Actualmente, se usan bolsas flexibles como
envases desechables para líquidos, bebidas líquidas y alimentos
líquidos. Estas bolsas cumplen preferiblemente una serie de
criterios eficaces, que incluyen colapsabilidad, claridad óptica,
transparencia, y resistencia mecánica suficiente para resistir los
rigores del entorno de uso. Las bolsas flexibles proporcionan
preferiblemente una barrera suficiente contra el paso de vapor de
humedad y otros gases para evitar la contaminación de los elementos
contenidos en su interior.
Una película multicapa que se usa normalmente en
aplicaciones de bolsas flexibles es polietileno o polipropileno
revestido de aluminio. Se usan otras películas multicapa tales como
las que contienen polímeros barrera tales como EVOH o MXD6 para
evitar la migración de oxígeno o dióxido de carbono. Tales
estructuras de película se deben fabricar en bolsas que utilizan
típicamente tecnología de termosellado/termosoldadura que es lenta y
difícil de llevar a cabo. También se puede dificultar la
distribución del contenido de bebida con el uso requerido de
pajitas.
En algunas aplicaciones, las cajas de transporte
u otros contenedores se revisten a menudo con un fino revestimiento
plástico para incrementar la semivida de los alimentos u otros
productos perecederos, o para evitar fugas o vertidos de producto
de un contenedor de transporte sellado. Tales revestimientos
plásticos tienen a menudo forma de bolsa. Se han utilizado una
serie de procedimientos para colocar las bolsas/revestimientos en la
caja y a continuación rellenar la bolsa. Sin embargo, una
desventaja principal de muchos de estos procedimientos son las
bajas velocidades de llenado que se pueden conseguir.
La patente de los Estados Unidos número
6.393.803 presenta un procedimiento y un aparato para moldear por
soplado, llenar, cerrar y aplicar un revestimiento a contenedores
plásticos soplados a partir de preformas que tienen bocas, en la
cual la parte de cuello de la preforma y la botella se usan para
manipular la preforma y la botella a lo largo de todo el
procedimiento. Los contenedores producidos con el procedimiento
según el documento US 6.393.803 son contenedores rígidos o
autónomamente firmes de bebidas que son tales como se conocen en la
técnica.
Por lo tanto un objetivo de la presente
invención es proporcionar un procedimiento y un aparato rápido y
fiable para fabricar y llenar bolsas flexibles.
Este objetivo se consigue por un procedimiento
para la fabricación y llenado de bolsas flexibles, comprendiendo el
procedimiento moldear por soplado una preforma que tiene una parte
de cuello dando una bolsa flexible, colapsable, no autoportante que
termina en un cuello, llenar dicha bolsa flexible con el producto
deseado, cerrar o taponar la bolsa llenada, en el cual la parte de
cuello de la preforma y la bolsa se usan para manipular la preforma
y la bolsa a lo largo de todo el procedimiento.
Este objetivo se consigue también por un aparato
según la invención tal como se define en la reivindicación anexa
11, que comprende un sistema que coloca la bolsa flexible dentro de
un contenedor rígido.
En una realización, se proporciona un
procedimiento para la fabricación y llenado de bolsas flexibles en
una línea de producción continua. Este procedimiento permite
incrementar las velocidades de fabricación y de llenado, reduciendo
por lo tanto en gran medida los costes de producción,
preferiblemente de tal manera que el procedimiento sea
comercialmente viable. En una realización preferida, una línea de
producción continua empieza con una preforma que tiene una parte de
cuello y un cuerpo tal que se pueda usar para fabricar botellas. La
preforma se moldea por soplado en forma de bolsa flexible. La bolsa
se llena con el producto deseado, y a continuación se cierra o
tapona para su uso final. En una realización, además, la bolsa
llenada se reviste, decora y/o inserta dentro de un contenedor
exterior rígido, por ejemplo una caja. En una realización, la línea
de producción es una versión modificada del tipo comúnmente
utilizado para manipular contenedores rígidos, tales como los
usados para fabricar y llenar con bebidas no alcohólicas, en la cual
el sistema se modifica para manipular las bolsas flexibles usando
la parte de cuello.
La bolsa puede ser una bolsa colapsable monocapa
o multicapa que tiene una boca. En una realización preferida la
capa interior de la bolsa comprende poli(tereftalato de
etileno) ("PET") o polipropileno. En una realización, el
polipropileno es preferiblemente polipropileno clarificado. En otras
realizaciones, los materiales de capa interior apropiados incluyen,
pero no se limitan a, diversos polímeros tales como poliésteres,
poliolefinas, que incluyen polipropileno y polietileno,
policarbonato, poliamidas, que incluyen nailones o acrílicos. Estos
materiales se pueden usar solo o en combinación los unos con los
otros.
El PET de algunas realizaciones incluye, pero no
se limita a, PET modificado así como PET mezclado con otros
materiales. Un ejemplo de un PET modificado es "PET con un alto
contenido de IPA" o PET modificado con IPA en el cual el PET
contiene altos niveles de IPS (ácido isoftálico) para proporcionar
ventajas de procesamiento tales como una cristalinidad reducida.
Otros ejemplos incluyen, pero no se limitan a, PET de elevada
elasticidad, PET reciclado de elevada elasticidad y PET
reciclado.
En otras realizaciones, las bolsas apropiadas
tendrán una o más capas exteriores que comprenden un material que
incluye, pero no se limita a, polietileno, polipropileno,
poliolefinas modificadas, elastómeros modificados, poliestireno,
poliuretano termoplástico, Materiales barrera de copoliéteres,
termoplásticos de tipo fenoxi, poliamidas, poli(naftalato de
etileno), copolímeros de poli(naftalato de etileno), mezclas
de poli(naftalato de etileno)/poli(tereftalato de
etileno), poli(tereftalato de etileno), mezclas de polímeros
compatibilizados, y las combinaciones de los mismos. En otra
realización, se proporcionan capas exteriores en forma de capas de
espuma que utilizan agentes físicos o químicos de soplado.
En una realización, una bolsa multicapa que
tiene una boca comprende (a) una primera capa interior que comprende
poli(tereftalato de etileno); (b) una segunda capa exterior
que comprende poliolefinas, elastómeros modificados, poliestireno,
poliuretano termoplástico; en la cual dicha bolsa se fabrica por
operaciones apropiadas de moldeado por soplado de preformas. En
otra realización, las capas exteriores van provistas de capas de
espuma que utilizan bien agentes físicos o químicos de soplado. La
bolsa de las realizaciones preferidas comprende, además, una boca
de botella que se puede llenar en líneas de llenado, de altos
rendimiento. La boca de botella de una realización lleva
preferiblemente rosca o un tapón. En las realizaciones que utilizan
una boca de botella con tapón, la boca de tipo tapón es
preferiblemente del tipo capaz de recibir un accesorio de presión de
apertura/cierre. En una realización, una bolsa preferida puede
comprende, además, un accesorio de presión-tracción
o antiderrame, u otro cierre apropiado de botella.
En una realización, las preformas que tienen una
boca apropiada para su moldeado por soplado en bolsas flexibles que
tienen una boca se pueden preparar por procedimientos convencionales
conocidos por los expertos en la técnica, que incluyen, pero no se
limitan a, procedimientos de sobremoldeo, coinyección e
inyección-sobreinyección. Por ejemplo, se pueden
usar los procedimientos presentados en la patente de los Estados
Unidos número 6.352.426, presentada el 21 de abril de 1999, la
patente de los Estados Unidos número 6.391.408, presentada el 19 de
octubre de 1998, la patente de los Estados Unidos número 6.312.641,
presentada el 17 de octubre de 1997, la solicitud de patente de los
Estados Unidos con número de serie 10/090,471 presentada el 4 de
marzo de 2002, la publicación PCT WO03/080731 correspondiente a la
solicitud de patente de los Estados Unidos con número de serie
10/395.899 presentada el 21 de marzo de 2003 y la solicitud de
patente de los Estados Unidos con número de serie 10/614.731
presentada el 3 de julio de 2003.
En una realización, una línea de fabricación y
llenado comprende diversos módulos o sistemas conectados juntos que
usan un cinta transportadora/manipulador/transportador que soporta
las bolsas por la parte de cuello. Los sistemas apropiados
incluyen, pero no se limitan a, sistemas de manipulación,
fabricación y llenado. En una realización un aparato para fabricar
y llenar bolsas flexibles comprende: (a) un sistema de manipulación
que lleva las bolsas flexibles a través de un sistema de fabricación
y llenado; (b) un sistema de fabricación que comprende una preforma
con una boca; y una máquina de moldeado por soplado en la cual dicha
preforma se moldea por soplado en forma de una bolsa flexible que
tiene una boca; y (c) un sistema de llenado que comprende una
máquina de llenado en la cual dicha bolsa flexible se llena con un
producto deseado, y una máquina de cierre o taponamiento en la cual
dicha bolsa flexible llenada se cierra; en la cual el sistema de
manipulación lleva la preforma y las bolsas flexibles a través de
todo el sistema usando la parte de cuello.
En otra realización, una línea preferida de
fabricación y llenado comprende, además, decorar, revestir y/o
insertar la bolsa dentro de un contenedor rígido. La bolsa se puede
revestir, decorar y/o insertar dentro de un contenedor rígido antes
o después de llenar la bolsa.
En otra realización, una línea preferida de
fabricación y llenado comprende, además, decorar, revestir, y/o
insertar la bolsa dentro de un contenedor rígido. La bolsa se puede
revestir, decorar, y/o insertar dentro de un contenedor rígido
antes o después de llenar la bolsa.
La figura 1 ilustra una realización no
limitativa de una línea de producción preferida.
La figura 2 ilustra una realización no
limitativa de una preforma preferida.
Como se puede apreciar, existe una necesidad
continua en la técnica de bolsas flexibles con mayor resistencia y
mayor flexibilidad, mayor facilidad de llenado, y un mecanismo de
distribución fiable para evitar vertidos. Al mismo tiempo, tales
bolsas deben poder proporcionar otras propiedades que pueden ser
necesarias para la aplicación particular, por ejemplo buenas
propiedades ópticas, neutralidad química, resistencia, rigidez y
resistencia a vertidos. Existe también la necesidad de un
procedimiento que permita llenar a alta velocidad bolsas flexibles
que se puede llevar a cabo de una manera económica.
En una realización se presenta un procedimiento
para la fabricación y llenado de bolsas flexibles en una línea de
producción continua. Este procedimiento permite incrementar las
velocidades de fabricación y llenado, reduciendo de este modo en
gran medida los costes de producción haciendo que el procedimiento
sea económicamente viable. En una realización preferida, una línea
de producción continua empieza con una preforma del tipo comúnmente
utilizada para fabricar botellas, la preforma a continuación se
moldea por soplado en forma de bolsa flexible, la bolsa se llena
con el producto deseado, y a continuación se cierra para su uso
final. En una realización, además, la bolsa llenada se reviste,
decora y/o inserta dentro de un contenedor exterior rígido, por
ejemplo una caja. En otras realizaciones, la bolsa se coloca dentro
de un contenedor exterior rígido antes de ser llenada y/o
revestida, decorada. En una realización preferida, la línea de
producción es una versión modificada del tipo utilizado para
manipular contenedores rígidos, tales como los usados para fabricar
y llenar con bebidas no alcohólicas. Un procedimiento de llenado
preferido es del tipo conocido en la técnica para llenar botellas
de PET. Tales sistemas incluyen, pero no se limitan a, líneas de
llenado asépticas, en frío o en caliente.
Se pueden dar una o más de las siguientes
ventajas en las realizaciones preferidas. Las bolsas ligeras hechas
a partir de preformas que son sopladas en una máquina de moldeado
por soplado y estirado se pueden capturar y manipular por la parte
de cuello y transferir directamente a través de cada etapa del
procedimiento de fabricación. Las bolsas se pueden llenar en las
actuales líneas de llenado de PET o vidrio con una velocidad de
llenado económica y una pequeña inversión de capital adicional.
Tales líneas de llenado se pueden diseñar para llenar eficazmente
bien botellas convencionales o bolsas flexibles. Esta capacidad para
capturar la parte de cuello y transferir la bolsa flexible a través
de todo el procedimiento de llenado y envasado permite la
manipulación a alta velocidad de las bolsas flexibles y una notable
reducción en los costes de fabricación. Además, la boca de las
realizaciones preferidas evita la necesidad de materiales caros con
tapa de pico conocidos en la técnica para dispensar bebidas.
La colapsabilidad es deseable para proporcionar
un vaciado más apropiado y completo de la bolsa. A diferencia de
los contenedores rígidos de líquido, que dependen del desplazamiento
del aire para su vaciado, las bolsas flexibles dependen de su
colapsabilidad para su vaciado. A medida que la bolsa se vacía, la
presión atmosférica colapsa la bolsa a una velocidad que es
proporcional a la velocidad de vaciado. De esta manera, la bolsa se
puede vaciar por completo. Con el fin de que la bolsa sea
colapsable, la bolsa debería tener una pared flexible. Si la pared
es demasiado dura, la bolsa no se podrá vaciar del todo. De este
modo, una consideración en el diseño de las bolsas flexibles es que
la estructura de pared tenga preferiblemente una flexibilidad
suficiente y se pueda colapsar suficientemente para poderse vaciar
del todo.
En algunas realizaciones, es deseable
esterilizar la bolsa flexible, el contenido de la bolsa, o tanto la
bolsa como su contenido antes de enviar la bolsa llenada al usuario
final, por ejemplo, un almacén o una máquina dispensadora. Esto
ayuda a garantizar que la bolsa y su contenido estarán
sustancialmente libres de contaminación. De este modo, otra
consideración de las bolsas flexibles de algunas realizaciones es
que la bolsa avance preferiblemente a través del procedimiento de
esterilización sin un deterioro importante.
Las bolsas flexibles de realizaciones preferidas
tienen preferiblemente una resistencia mecánica suficiente para
resistir el maltrato que se da típicamente en el entorno de uso.
Tales entornos incluyen las líneas de llenado, los sistemas de
envase y distribución, y el almacenamiento/transporte del usuario
final. La bolsa se debería preferiblemente poder usar en estos
entornos y en estas condiciones sin fuga, rotura o derrame
importante.
En las realizaciones en las cuales la bolsa
flexible se inserta dentro de un contenedor rígido de líquido, el
sistema de bolsa/contenedor exterior rígido se puede optimizar
funcionalmente para proporcionar diversas propiedades tales como
barrera contra oxígeno o CO_{2} y propiedades de llenado en
caliente.
En una realización, las preformas apropiadas
para ser moldeadas por soplado en forma de bolsas flexibles
incluyen, pero no se limitan a, preformas monocapa o multicapa que
incluyen las que utilizan resinas barrera, colectores de oxígeno, y
productos antimicrobianos. (Véase la patente de los Estados unidos
con número 6.352.426, presentada el 21 de abril de 1999, la patente
de los Estados Unidos número 6.391.408, presentada el 19 de octubre
de 1998, la patente de los Estados Unidos número 6.312.641,
presentada el 17 de octubre de 1997, la solicitud de patente de los
Estados Unidos con número de serie 10/090,471 presentada el 4 de
marzo de 2002, la publicación PCT WO 03/080731 correspondiente a la
solicitud de patente de los Estados Unidos con número de serie
10/395.899 presentada el 21 de marzo de 2003 y la solicitud de
patente de los Estados Unidos con número de serie 10/614.731
presentada el 3 de julio de 2003.
La bolsa puede ser una bolsa monocapa o
multicapa. En una realización preferida la capa interior de la bolsa
comprende poli(tereftalato de etileno) ("PET") o
polipropileno. En una realización, el polipropileno es
preferiblemente polipropileno clarificado. Además de otros
aspectos, las bolsas mono- o multicapa fabricadas a partir de
polipropileno también se pueden utilizar con productos que
requieren temperaturas elevadas de llenado o "llenado en
caliente".
El PET de algunas realizaciones incluye, pero no
se limita a, PET modificado, PET reciclado así como PET mezclado
con otros materiales. Un ejemplo de un PET modificado es el "PET
con alto contenido de IPA" o PET modificado por IPA en el cual
el PET contienen altos niveles de IPA (ácido isoftálico) para
proporcionar ventajas de procesamiento tales como una cristalinidad
reducida. Otro ejemplo es el PET de alta elasticidad, en el cual el
PET se ha modificado de manera a potenciar sus capacidades de
estirado.
Aunque las realizaciones preferidas se describen
en términos de poli(tereftalato de etileno) ("PET") o
polipropileno, otros materiales apropiados de capa interior
incluyen, pero no se limitan a, diversos polímeros tales como
poliésteres, poliolefinas, que incluyen polipropileno y polietileno,
policarbonato, poliamidas, que incluyen nailones o acrílicos. Estos
materiales se pueden usar solos o en combinación los unos con los
otros.
En otras realizaciones, las bolsas apropiadas
tendrán una o más capas exteriores que comprenden uno o más
materiales que incluyen, pero no se limitan a, polietileno,
polipropileno, poliolefinas modificadas, elastómeros modificados,
poliestireno, poliuretano termoplástico, materiales barrera de
copoliéster, termoplásticos de tipo fenoxi, poliamidas,
poli(naftalato de etileno), copolímeros de
poli(naftalato de etileno), mezclas de poli(naftalato
de etileno)/poli(tereftalato de etileno),
poli(tereftalato de etileno), mezclas de polímeros
compatibilizados, y las combinaciones de los mismos. En otra
realización, se proporcionan capas exteriores en forma de capas de
espuma que utilizan agentes físicos o químicos de soplado. Las capas
exteriores también pueden comprender materiales reciclados.
Las resinas "fenoxi", también denominadas
en el presente documento "termoplásticos de tipo fenoxi", tal
como se usan estos términos, incluyen una gran variedad de
materiales que incluyen los mencionados en el documento WO99/20462.
Otro subconjunto de resinas fenoxi y resinas epoxídicas
termoplásticas son polímeros hidroxi-fenoxiéter
preferidos, de los cuales los copolímeros polihidroxiaminoéter
(PHAE) son un material preferidos. Por ejemplo, las resinas PHAE
apropiadas incluyen resinas BLOX disponibles en The Dow Chemical
Company. Midland, MI, EE.UU, Véase por ejemplo, las patentes de los
Estados Unidos con número 6.455.1156; 6.180.715; 6.011.111;
5.834.078; 5.814.373; 5.464.925; y 5.275.853; véase también las
solicitudes de patente número WO 99/48962; WO 99/12995; WO
98/29491; y WO 98/14498. Otros subconjuntos apropiados de resinas de
fenoxi y resinas epoxídicas termoplásticas incluyen, pero no se
limitan a, poli(amido-éteres) hidroxifuncionales tales como
los descritos en las patentes de los Estados Unidos número
5.089.588 y 5.143.998, poli(hidroxi amido éteres (tales como
los descritos en la patente de los Estados Unidos número 5.134.218,
poliéteres tales como los descritos en las patentes de los Estados
Unidos número 5.115.075 y 5.218.075, poliéteres hidroxifuncionales
tales como los descritos en la patente de los Estados Unidos número
5.164.472, poli(éter sulfonamidas) hidroxifuncionales tales como los
descritos en la patente de los Estados Unidos número 5.149.768,
poli(hidroxi éster éteres) tales como los descritos en la
patente de los Estados Unidos número 5.171.820.
Los "materiales barrera de copoliéster"
incluyen copoliésteres de ácido tereftálico, ácido isoftálico, y al
menos un diol que tiene buenas propiedades barrera comparado con el
PET, tales como los presentados en la patente de los Estados Unidos
número 4.578.295 de Jarabin, y que están comercialmente disponibles
como B-010, B-030 y otros de estas
familias. (Mitsui Petrochemical Ind. Ltd., Japón);
Los ejemplos de materiales preferidos de
poliamida incluyen MXD-6 de Mitusubishi Gas Chemical
(Japón). Otos materiales preferidos de poliamida son mezclas de
poliamida y poliéster, que incluyen los que comprenden
aproximadamente entre el 1 y el 10% de poliéster en peso, donde el
poliéster es preferiblemente PET o un PET modificado. Las mezclas
pueden ser mezclas ordinarias o se pueden compatibilizar con un
antioxidante u otro material. Los ejemplos de tales materiales
incluyen los descritos en la solicitud de patente de los Estados
Unidos número 10/395.899, presentada el 21 de marzo de 2003. Los
materiales de poliamida también se pueden usar como materiales de
sustrato.
Otros materiales preferidos incluyen, pero no se
limitan a, poliamidas, poli(naftalato de etileno) (PEN),
copolímeros de PEN, copoliester de PEN, mezclas de PET/PEN y las
combinaciones de los mismos. Los materiales preferidos también
incluyen, pero no se limitan a, resinas acrílicas que incluyen
polímeros de poliacrilonitrilo, copolímeros de acrilonitrilo
estireno, Los materiales de PEN se pueden adquirir en Shell Chemical
Company.
En otra realización, una mezcla de polímeros
compatibilizados, que comprende poliamida, PET o un copolímero que
contiene PET, y al menos se puede usar un compatibilizador como una
o más capas de la preforma/bolsa. En una realización preferida, una
mezcla de polímeros compatibilizados comprende poliamida,
preferiblemente MXD-6, PET o un copolímero que
contienen PET, y al menos un compatibilizador seleccionado a partir
de PET modificado por IPZ o un ionómero de PET. (Véase la solicitud
de los Estados Unidos nº 10/395.899, presentada el 21 de marzo de
2003).
En una realización, una bolsa multicapa
comprende (a) una primera capa interior que comprende
poli(tereftalato de etileno); (b) una segunda capa exterior
que comprende uno o más materiales que incluyen pero no se limitan
a, polietileno, polipropileno, poliolefinas, elastómeros
modificados, poliestireno, poliuretano termoplástico; en la cual
dicha bolsa se fabrica por operaciones apropiadas de moldeado por
soplado de preformas. En otra realización, las capas exteriores van
provistas de capas de espuma que utilizan bien agentes físicos o
químicos de soplado. La bolsa de las realizaciones preferidas
comprende, además, una boca de botella que se puede llenar en
líneas de llenado a rendimientos elevados. La boca de botella de una
realización es preferiblemente roscado o con tapón. En las
realizaciones que utilizan una boca de botella con tapón, la boca de
tipo tapón es preferiblemente del tipo capaz de recibir un
accesorio de presión de apertura/cierre. En una realización, una
bolsa preferida puede comprende, además, un accesorio de
presión-tracción o antiderrame, u otro cierre
apropiado de botella.
En una realización, las preformas apropiadas
para su moldeado por soplado en bolsas flexibles se pueden preparar
por procedimientos convencionales conocidos por los expertos en la
técnica, que incluyen, pero no se limitan a, procedimientos de
sobremoldeo, coinyección e inyección-sobreinyección.
Por ejemplo, se pueden usar los procedimientos presentados en la
patente de los Estados Unidos número 6.352.426, presentada el 21 de
abril de 1999, la patente de los Estados Unidos número 6.391.408,
presentada el 19 de octubre de 1998, la patente de los Estados
Unidos número 6.312.641, presentada el 17 de octubre de 1997, la
solicitud de patente de los Estados Unidos con número de serie
10/090,471 presentada el 4 de marzo de 2002, la publicación PCT
WO03/080731 correspondiente a la solicitud de patente de los
Estados Unidos con número de serie 10/395.899 presentada el 21 de
marzo de 2003 y la solicitud de patente de los Estados Unidos con
número de serie 10/614.731 presentada el 3 de julio de 2003.
En una realización, las preformas sobremoldeadas
se fabrican preferiblemente usando las técnicas descritas en
detalle en la patentes de los Estados Unidos número
6.312-641 y las publicaciones PCT número WO
99/20492, WO 00/62998 y WO 01/40618. En realizaciones en las cuales
la preforma se realiza mediante procedimientos de sobremoldeo, los
procedimientos de sobremoldeo permiten un alto grado de flexibilidad
de proceso para permitir la resistencia estructural, el control
preciso de películas multicapa y un contenedor "sin
derrame".
En una realización, las bolsas flexibles también
se revisten, decoran, y/o insertan dentro de un contenedor exterior
de rígido, por ejemplo una caja. En realizaciones preferidas, el
contenedor exterior rígido comprende una cartulina o fibra
moldeada. En una realización, una bolsa fabricada para ser colocada
en un contenedor externo se puede fabricar con peso reducido puesto
que se proporcionará apoyo mediante el contenedor exterior. Por
ejemplo, una botella de jugo de PET de 454 g (16 onzas) con una boca
podría tener un peso total de 30 gramos para proporcionar el
soporte/estructura necesario para la manipulación, transporte y
almacenamiento de producto como una botella. Sin embargo, se puede
soplar una bolsa/revestimiento de capacidad similar con una
preforma de peso reducido (por ejemplo, aproximadamente 20 gramos),
ya que las propiedades del contenedor autoportante se proporcionan
a la bolsa/revestimiento por el contenedor exterior. En una
realización, la bolsa/revestimiento también se puede conformar de
manera que se pueda purgar fácilmente el aire cuando la
bolsa/revestimiento llenada se introduce dentro de la
caja/contenedor.
En una realización, la caja exterior de cartón
puede comprender materiales pretratados o sin tratar.
Preferiblemente la caja de cartón exterior exhibe una o más de las
siguientes características: alta resistencia a la humedad,
resistencia estructural y/o repelencia al agua. En una realización,
estas propiedades se pueden llevar a cabo con impregnación de
polímero o revestimiento de la caja de cartón exterior. En una
realización, la impregnación o revestimiento con
polihidroxiaminoéteres o PET puede proporcionar una o más de las
propiedades deseadas así como proporcionar un contenedor
reciclable. (Véase el documento WO 01/46523). En otra realización,
los artículos de fibra moldeada con articulaciones se pueden
utilizar de nuevo, bien tratado o sin tratar para potenciar las
propiedades físicas o acabados (gráficos). La bolsa de algunas
realizaciones se puede encapsular por una estructura de fibra
moldeada prefabricada con la base de la fibra moldeada conectada a
la parte superior por una articulación, y las dos piezas pegadas
juntas bajo la boca. En otra realización, se puede aplicar una
etiqueta termorretráctil sobre la estructura de fibra moldeada para
proporcionar una o más de las siguientes propiedades: propiedades
gráficas, de resistencia y/o de protección
al agua.
al agua.
Las cajas de cartón/cajas externas preferidas se
pueden construir a partir de diversos productos de pulpa o papel
sin preocuparse del contacto directo con los alimentos. En otras
realizaciones, se pueden usar construcciones de fibra moldeada,
cartón viejo corrugado, cartulinas de pulpa blanqueada o sin
blanquear si se desea para proporcionar diseños exóticos y formas
no posibles con las botellas. Los revestimientos o las
construcciones laminadas multicapa de realizaciones preferidas se
pueden diseñar para resistencia física o acabado exterior sin
preocuparse de las cuestiones del contacto directo con los
alimentos. Incorporando productos como Kymene, productos fenoxi, o
emulsiones pulverizadas de PET se puede proporcionar a la estructura
de fibra moldeada resistencia estructural y repelencia al agua.
Esta flexibilidad prevé un ahorro óptimo en la provisión de un
envase funcional al menor coste con el mejor
acabado.
acabado.
En una realización, el acabado y la resistencia
del contenedor exterior se puede potenciar, además, por
revestimiento de transferencia de película como lo muestran las
patentes de los Estados Unidos número 5.603.996, 5.981.011,
6.132.822, 6.187.389 y 6.193.831 de Overcash et al. Los
revestimientos de transferencia debidamente formulados y aplicados
pueden proporcionar una superficie barrera revestida de alto brillo
y receptiva de imagen al contenedor que es totalmente reciclable.
Estos tipos de revestimientos pueden proporcionar un acabado
metalizado a la par que mantiene una reciclabilidad total del
contenedor exterior de cartón. Además, se pueden incluir hologramas
y otros elementos de seguridad en el revestimiento de transferencia
de película para ayudar a proteger contra la imitación o para
proporcionar pruebas de falsificación.
El envase se puede diseñar para que sea
totalmente reciclable a diferencia de las cajas de cartón actuales
de tapa de pico de plástico o papel, El envase se puede reciclar
completamente retirando simplemente la bolsa/revestimiento de la
caja de cartón y separando el revestimiento de plástico de la caja
de cartón/caja para ser usado en sus respectivos flujos de
reciclado.
Como se ha descrito anteriormente, en
realizaciones preferidas, una línea de producción continua empieza
con una preforma que se moldea por soplado en forma de bolsa
flexible, la bolsa se llena a continuación con el producto deseado,
y se cierra para su uso final. A continuación en una realización, la
bolsa rellena, también se reviste, decora y/o inserta dentro de un
contenedor exterior rígido, por ejemplo una caja. En otras
realizaciones, la bolsa se coloca dentro de un contenedor exterior
rígido antes del llenado. En una realización preferida, la línea de
producción es una versión modificada del tipo comúnmente utilizado
para manipular contenedores rígidos, tales como los usados para
fabricar y llenar con bebidas no alcohólicas. La línea de producción
de realizaciones preferidas se modifica para manipular la parte de
cuello de la bolsa flexible a lo largo de toda la línea de
producción. Un procedimiento de llenado preferido es del tipo
conocido en la técnica para llenar botellas de PET. Tales sistemas
incluyen, pero no se limitan a, en líneas de llenado asépticas, en
frío o en caliente.
Como se ha descrito anteriormente, la línea de
producción de realizaciones preferidas es una versión modificada de
tipos comúnmente utilizados para manipular contenedores rígidos. En
las líneas de llenado convencionales, una vez que se ha moldeado
por soplado la preforma en un contenedor rígido o una botella el
contenedor/botella se coloca sobre una cinta transportadora de mesa
o transportador de aire pulsado en el cual los contenedores/botellas
están en contacto los unos con los otros. Este tipo de
transportador es apropiado para contenedores/botellas rígidos ya
que son autoportantes. Sin embargo, dada la naturaleza de las bolsas
flexibles de las realizaciones preferidas, este tipo de
manipulación no es viable, especialmente si se ha de mantener una
mayor velocidad de producción. Por consiguiente, con el fin de
manipular las bolsas flexibles de realizaciones preferidas, la
línea de producción convencional se modifica con el fin de manipular
las preformas/bolsas a través de la parte de cuello a lo largo de
todo el procedimiento de producción. Esta modificación permite la
fabricación y llenado de bolsas flexibles a alta velocidad sobre un
sistema similar a los usados para contenedores rígidos.
Ventajosamente, se pueden usar sistemas modificados de manipulación
de realizaciones preferidas con moldeadores por soplado y sistemas
de llenado convencionales. En las realizaciones preferidas, los
sistemas de llenado apropiados son conocidos por los expertos en la
técnica y pueden ser del tipo producido por Krones AG (Alemania) o
Sidel (Le Havre, Francia). Por ejemplo, la Mecafill
VKP-PET de Krones es una máquina de llenado del tipo
apropiado para ser usada en realizaciones preferidas. Las máquinas
apropiadas de moldeado por soplado de realizaciones preferidas son
conocidas por los expertos en la técnica y pueden ser del tipo
producido por Sig Corpoplast (Alemania). Por ejemplo, la máquina de
moldeado por soplado Blomax Series III de Sig Corpoplast se puede
utilizar en realizaciones preferidas. Además, la separación de la
línea central de las líneas de producción tradiciones sigue siendo
la misma en las realizaciones preferidas.
En las realizaciones preferidas, los sistemas de
manipulación de líneas convencionales de producción se modifican
para manipular la parte de cuello de las bolsas flexibles como
unidades individuales a lo largo de todos los procedimientos de
fabricación y llenado. Las bolsas de realizaciones preferidas se
transfieren preferiblemente a través de la línea de producción con
un sistema de transferencia positiva, que es un sistema que agarra
intencionalmente la bolsa cada vez en un punto específico en la
línea. Por ejemplo, el sistema de transferencia puede agarra la
bolsa en la banda Pilfer de la boca en cada punto de transferencia.
En otras realizaciones, el sistema de transferencia agarra la bolsa
en el cilindro del cuello o el anillo de soporte. Los expertos en
la técnica reconocerán que numerosos puntos en la parte rígida en
forma de cuello proporcionan puntos de transferencias apropiados.
Los mecanismos de transferencia apropiados de realizaciones
preferidas incluyen, pero no se limitan a, horquillas accionadas
por resorte, pistones que se agarran desde el interior de la bolsa,
y cilindros sobre la parte superior de la boca. Otros mecanismos de
transferencia apropiados son conocidos por los expertos en la
técnica. Los sistemas de manipulación apropiados se pueden obtener
en Procomac Packaging (Collecchio (PARMA) Italia). Por ejemplo, en
una realización, se puede utilizar un sistema de manipulación
CONVAIR 2000 de Procomac.
La figura 1 ilustra una realización de una línea
de producción preferida. El sistema de manipulación que conecta las
estaciones en el sistema se indica por pares de líneas paralelas que
conectan los diversos componentes. En una línea de producción
preferida, una preforma 10 entra en la línea de producción dentro
del sistema de moldeado por soplado donde posteriormente se moldea
por soplado 20 en forma de una bolsa flexible. A continuación la
bolsa de lava opcionalmente 20 antes de avanzar hacia el sistema de
llenado. Una vez en el sistema de llenado, la bolsa se llena 40 con
el producto deseado y se tapona 50. La bolsa llenada se puede
opcionalmente secar 60. La bolsa se puede revestir/decorar y/o
colocar en un contenedor exterior rígido 70 antes de liberarse del
sistema de manipulación de la parte de cuello 80. Alternativamente,
el revestimiento, la decoración y/o la colocación en un contenedor
exterior se puede llevar a cabo en uno o más lugares en la línea de
producción, o puede ocurrir después de que el cuello se libere del
sistema. Las bolsas se pueden enviar entonces a un depósito o
paletizadora 90 para su distribución. Opcionalmente se pueden
incluir otros componentes en el sistema.
La figura 2 ilustra una realización de una
sección transversal de una preforma preferida 100. La preforma 100
comprende una boca 110 y una parte de cuerpo 120. La boca 110
empieza en la abertura 130 al interior de la preforma 110 y se
extiende a e incluye el anillo de soporte 140. La boca 110, en la
realización ilustrada, se caracteriza, además, por la presencia de
las roscas 150, que proporcionan una manera de fijar un tapón a la
botella producida a partir de la preforma 110. En otras
realizaciones, la boca 110 puede no llevar rosca y/o adaptarse de
otro modo para recibir un cierre. Justo por debajo de la boca 110
hay un cilindro de cuello 190. La boca junto con el cilindro de
cuello forman lo que se denomina en el presente documento "parte
de cuello", y comprenden la parte de la preforma por la cual el
sistema de manipulación agarra preferiblemente la preforma. La
parte de cuerpo 120 es una estructura alargada y de forma
preferiblemente cilíndrica que se extiende hacia abajo desde el
cilindro de cuello 190 a través de la transición 180 y que culmina
en la cofia redondeada 160.
En las bolsas preferidas, el espesor de la pared
de bolsa es más fino que un contenedor o botella estándar que
presenta un periodo de tiempo de enfriamiento más corto después del
moldeado por soplado, incrementando de este modo las velocidades de
producción. Por ejemplo, en condiciones apropiadas para moldear por
soplado botellas/contenedores, cada cavidad del moldeador por
soplado produce aproximadamente 1.500 contenedores por cavidad.
Esto se puede incrementar a aproximadamente 2.000 o más contenedores
por cavidad en realizaciones preferidas de bolsas flexibles a causa
del tiempo reducido de enfriamiento. En las realizaciones
preferidas, el espesor medio de la pared lateral de bolsa flexible
varía entre aproximadamente 0,0076 y 0,025 centímetros. Este tiempo
de enfriamiento más corto combinado con la velocidad de las líneas
rígidas de llenado proporciona a las realizaciones preferidas
velocidades de producción de hasta 50.000 a 70.000 bolsas por
hora.
Los diversos procedimientos y las diversas
técnicas descritas anteriormente proporcionan una serie de maneras
de proporcionar revestimientos y contenedores que comprenden tales
revestimientos. Evidentemente, se ha de entender que no
necesariamente todos los objetivos o ventajas descritos se pueden
conseguir según cualquier realización particular descrita en el
presente documento. De este modo, por ejemplo, los expertos en la
técnica reconocerán que el aparato se puede construir y/o los
procedimientos se pueden llevar a cabo de manera a conseguir u
optimizar una ventaja o un grupo de ventajas tal como se enseña en
la presente memoria descriptiva sin conseguir necesariamente otros
objetivos o ventajas como se puede ver o sugerir en el presente
documento.
Además, el experto en la técnica reconocerá la
intercambiabilidad de diversas características de diferentes
realizaciones. Igualmente, las diversas características y etapas
mencionadas anteriormente, así como otros equivalentes conocidos
para cada característica o etapa, pueden ser mezcladas y emparejadas
por un experto en la técnica para llevar a cabo procedimientos
según los principios descritos en la presente memoria
descriptiva.
Aunque la invención se ha presentado en el
contexto de algunas realizaciones y algunos ejemplos, se ha de
entender por parte de los expertos en la técnica que la invención se
extiende más allá de las realizaciones específicamente presentadas
a otras realizaciones alternativas y/o usos y modificaciones
evidentes y equivalentes de las mismas dentro del alcance de las
reivindicaciones anexas. Por consiguiente, la intención de la
invención no es quedar limitada por las exposiciones específicas de
las realizaciones preferidas de la presente memoria.
Claims (19)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Procedimiento para la fabricación y llenado de bolsas flexibles, comprendiendo el procedimiento: moldear por soplado una preforma (10, 100) que tiene una parte de cuello (110) dando una bolsa flexible, colapsable, no autoportante que termina en un cuello, (110); llenar dicha bolsa flexible con el producto deseado; cerrar o taponar la bolsa llenada, en el cual la parte de cuello (110) de la preforma (10, 100) y la bolsa se usan para manipular la preforma (10, 100) y la bolsa a lo largo de todo el procedimiento. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1, comprendiendo dicho procedimiento, además, decorar y/o revestir la bolsa.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 2 en el cual dicha bolsa se llena (40) antes de decorar y/o revestir la bolsa.
- 4. Procedimiento según la reivindicación 1, comprendiendo dicho procedimiento, además, colocar la bolsa en un contenedor rígido (90).
- 5. Procedimiento según la reivindicación 4 en el cual la bolsa es soportada por el contenedor.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 4 en el cual dicha bolsa se llena antes de colocar la bolsa en un contenedor rígido (90).
- 7. Procedimiento según la reivindicación 4 en el cual dicho contenedor rígido (90) es una caja.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 1 en el cual dicha bolsa tiene al menos una capa.
- 9. Procedimiento según la reivindicación 8 en el cual al menos una capa comprende poli(tereftalato de etileno) o polipropileno.
- 10. Procedimiento según la reivindicación 1 en el cual dicha bolsa tiene una más capas exteriores que comprenden un material seleccionado entre el grupo constituido por polietileno, polipropileno, poliolefinas modificadas, elastómeros modificados, poliestireno, poliuretano termoplástico, materiales barrera de copoliésteres, termoplásticos de tipo fenoxi, poliamidas, poli(naftalato de etileno), copolímeros de poli(naftalato de etileno), mezclas de poli(naftalato de etileno)/poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de etileno), mezclas de polímeros compatibilizados, y combinaciones de los mismos.
- 11. Aparato para fabricar y llenar bolsas flexibles que comprende: un sistema de manipulación (80) que transporta preformas (10) y/o bolsas flexibles, colapsables, no autoportantes a través de un sistema de fabricación y llenado; y un sistema de fabricación que comprende una máquina de moldeado por soplado (20), un sistema de llenado que comprende: una máquina de llenado (40), una máquina de cierre o taponamiento (50); un sistema que coloca la bolsa flexible dentro de un contenedor rígido (90); en el cual el sistema de manipulación (80) transporta las preformas (10, 100) y las bolsas flexibles a lo largo de todo el sistema por la parte de cuello (110); en el cual dicha máquina de moldeado por soplado (20) moldea por soplado una preforma (110) con un cuello (110) dando una bolsa flexible que tiene un cuello (110); en el cual dicha máquina de llenado (40) llena una bolsa flexible con un producto deseado; y en el cual dicha máquina de cierre o taponamiento (50) cierra una bolsa flexible llenada.
- 12. Aparato según la reivindicación 11, comprendiendo dicho aparato un sistema que decora y/o reviste la bolsa flexible.
- 13. Aparato según la reivindicación 12 en el cual dicho sistema que decora y/o reviste la bolsa se coloca antes del sistema de llenado (40).
- 14. Aparato según la reivindicación 11 en el cual la bolsa flexible es soportada por el contenedor.
- 15. Aparato según la reivindicación 11 en el cual dicho sistema (80) que coloca la bolsa flexible dentro de un contenedor rígido (90) se coloca antes del sistema de llenado (40).
- 16. Aparato según la reivindicación 11 en el cual dicho contenedor rígido (90) es una caja.
- 17. Aparato según la reivindicación 11 en el cual dicha bolsa tiene al menos una capa.
- 18. Aparato según la reivindicación 17 en el cual al menos una capa comprende poli(tereftalato de etileno) o polipropileno.
- 19. Aparato según la reivindicación 11 en el cual dicha bolsa tiene una más capas exteriores que comprenden un material seleccionado entre el grupo constituido por polietileno, polipropileno, poliolefinas modificadas, elastómeros modificados, poliestireno, poliuretano termoplástico, materiales barrera de copoliésteres, termoplásticos de tipo fenoxi, poliamidas, poli(naftalato de etileno), copolímeros de poli(naftalato de etileno), mezclas de poli(naftalato de etileno)/poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de etileno), mezclas de polímeros compatibilizados, y combinaciones de los mismos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
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