Título Método de fabricación conjunta de envase de lata y su tapa con membrana central desprendible

Campo de la invención La presente invención pertenece al campo técnico de los envases metálicos, concretamente a los envases de lata y sus tapas, y más concretamente a las tapas denominadas de fácil apertura, las cuales se abren sin necesidad de herramientas. De forma específica, la invención se refiere a la fabricación conjunta de envases de lata y sus tapas realizadas con membrana central desprendible, conocidas como tapas “peel-off”.

Antecedentes de la invención

En la actualidad existen diferentes tipos de envases con sus correspondientes tapas. En el caso de los envases utilizados para productos alimenticios denominados de fácil apertura, la tapa de éstos suele ser de hojalata, aunque se pueden realizar en diferentes materiales tales como el aluminio, y adoptar diferentes formas como circular, rectangular, oval, etc. En los últimos años han cobrado gran importancia los envases con tapas de fácil apertura con membrana central desprendible, también conocidas como tapas “peel- off”. Este tipo de tapas está formado por un anillo externo unido permanentemente al envase, y una membrana o lámina central termosellada a este anillo y que obtura el hueco central, desprendible de forma sencilla mediante una tira o anilla. Esta membrana o lámina central suele estar realizada en aluminio, aunque también puede estar realizada en plástico y/u otro metal.

Para la fabricación de estas tapas “peel-off” o desprendióles, en la actualidad se parte de la fabricación de una tapa convencional sobre la que se realiza una abertura central en su parte plana, formando un anillo al que posteriormente se le termosella una lámina de aluminio u otro material. Esto supone que toda la superficie central de la tapa es recortada y eliminada. Esta pieza de metal recortado con sus barnices de protección aplicados, se considera un subproducto y una merma del proceso, lo que supone un desperdicio muy elevado de material además de un gran perjuicio para el medio ambiente.

Es por tanto deseable un método para fabricar una tapa con membrana o lámina central desprendible, o “peel-off” de forma eficiente, que ahorre material y respetuosa con el medio ambiente, evitando los inconvenientes existentes en los anteriores sistemas del estado de la técnica, y además obtener al mismo tiempo el envase complementario a dicha tapa.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante un método de fabricación conjunta de envase de lata y su tapa con membrana central desprendible, conocida convencionalmente como tapa “peel-off”.

El método presenta una primera etapa de embutición a una chapa metálica, en la cual, por medio de al menos una prensa se obtiene como resultado de la operación un cuerpo cilindrico que tiene una base inferior cerrada y una parte superior abierta. La chapa metálica tiene que tener las dimensiones suficientes para cumplir con el diámetro y altura requeridos para el envase.

Después de la embutición se realizan diferentes operaciones para conformar tanto la tapa como el envase, principalmente una etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico, y separación de dicha parte superior. El cuerpo cilindrico restante origina un envase de lata, mientras que la parte superior separada origina un anillo complementario a dicho envase. El anillo incluye un hueco central y un borde interno que delimita el hueco central.

De acuerdo con una realización opcional de la invención, en la etapa de embutición de la chapa metálica se conforma en la parte superior abierta un ala circunferencial, y el anillo originado en la etapa de recorte de la parte superior comprende adicionalmente dicha ala circunferencial, que tiene a su vez un borde externo. En este caso, después de la primera etapa de embutición, opcionalmente se podría realizar una etapa de recorte de material sobrante del ala circunferencial en una estación recortadora, para eliminar los bordes irregulares que quedan siempre tras un proceso de embutición, y dejar un borde externo de ala circunferencial perfecto.

De acuerdo con una realización alternativa a la anterior, el ala circunferencial no se conforma en la primera etapa de embutición, sino en el anillo originado en la etapa de recorte de la parte superior, la cual presenta igualmente un borde externo. En este caso, después de este conformado del ala circunferencial, opcionalmente se podría realizar una etapa de recorte de material sobrante de dicho ala circunferencial en una estación recortadora, para eliminar los bordes irregulares y dejar un borde externo de ala circunferencial perfecto.

También se realiza una operación de escalonado, obteniéndose un escalón alrededor del hueco central, para el apoyo y sellado de una membrana central configurada para cerrar el hueco central (tapa “peel-of’), y operaciones de rebordeo y doblado en el anillo para la eliminación de aristas cortantes y cierre de bordes.

Antes de la etapa de embutición, a la chapa metálica se le puede aplicar una capa de barniz con propileno, para proporcionar el posterior termosellado de la membrana central al hueco central del anillo.

Alternativamente, en lugar de aplicar barniz con propileno a toda la chapa antes de la embutición, para abaratar costes se puede aplicar barniz sin propileno, únicamente para facilitar el mecanizado, de la chapa, y posteriormente, una vez realizado el anillo, antes de fijar la membrana central, aplicar polipropileno únicamente a dicho anillo para realizar el termosellado de la membrana central.

Según una realización alternativa al barniz, antes de la etapa de embutición a la chapa metálica se le puede aplicar una lámina de plástico, siendo dicha lámina de plástico la que proporciona posteriormente el termosellado de la membrana central.

De acuerdo con diferentes realizaciones, la etapa de embutición se puede realizar en una única fase, o bien en dos fases diferentes. Para el caso de envases de elevada altura, es conveniente realizar la embutición en dos fases diferenciadas para conseguir que el estiramiento del material sea menor, y obtener una superficie más suave, lo que facilita una posterior operación de litografía o estampado de imágenes en dicho envase.

De forma particular, en esta etapa de embutición se le puede proporcionar ya una forma y rebajado determinado a la base inferior cerrada del cuerpo cilindrico, lo que constituirá la base del envase.

Existen dos opciones para realizar el escalón para el apoyo y sellado de la membrana central, y según cual de las opciones se lleve a cabo continuará el método de una forma u otra.

Según la primera opción, el escalón se realiza en la etapa de embutición, antes de la etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico. Esto proporciona la ventaja de necesitar menos material, aproximadamente un 9% menos de material, y además la tapa se realiza con una operación menos.

De acuerdo con esta primera opción, tras la etapa de embutición en la que se realiza el escalón se realizaría el recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico obteniéndose el anillo, y a continuación se realiza un doblado del borde externo del ala circunferencial del anillo, originando dicho doblado un canal.

Dado que en esta primera opción el escalón se realiza antes de recortar la parte superior del cilindro, mediante la realización del escalón se produce una disminución del diámetro que afecta al envase, por lo que una vez recortada la parte superior del cuerpo cilindrico, dicho cuerpo cilindrico tendría que expansionarse en una expansionadora para aumentar su diámetro hasta el nominal del envase. Una vez realizada esta expansión, se realizaría la pestaña superior en el envase, y el fondo o base del envase, si no se había realizado en la etapa de embutición.

Alternativamente, según la segunda opción, el escalón no se realiza en la etapa de embutición, sino posteriormente, una vez realizado el recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico, directamente al anillo obtenido. Esta segunda opción proporciona la ventaja de que en este caso no habría que expansionar el envase, como en la opción anterior, y además se pueden utilizar materiales más estándar, menos especiales. De acuerdo con esta segunda opción, tras el recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico se realiza el escalonado, y a continuación se realiza el doblado del borde externo del ala circunferencial del anillo, el cual origina el canal.

En este caso no se tendría que expansionar el envase, por lo que se realizaría directamente la pestaña superior en dicho envase, y el fondo o base del envase, si no se había realizado en la etapa de embutición.

Para ambas opciones, una vez realizado el doblado del borde externo del ala circunferencial del anillo, se realiza un enrollado del borde interno del anillo, el cual se puede realizar en una sola operación, o bien en dos operaciones independientes y consecutivas. Esta realización en dos operaciones independientes y consecutivas proporciona la ventaja de que el conformado es más sencillo y se evita la formación de arrugas y pliegues, que ocasionarían que el borde no estuviera protegido totalmente.

Igualmente, para ambas opciones indicadas anteriormente, tras el doblado del borde externo del ala circunferencial del anillo, se realiza un rebordeo de dicho borde externo

Finalmente, una vez se han realizado todas las operaciones de separado de la tapa del cuerpo principal del envase, escalonado, y las operaciones de rebordeo y doblado en el anillo, queda conformados totalmente el envase y el anillo complementario a éste, y dicho anillo queda dispuesto para recibir un engomado del canal, lo que proporciona un cierre hermético del envase con su tapa, gracias a que el engomado hace de junta de estanqueidad en el cierre.

De acuerdo con una realización particular de la invención, y en el caso concreto que el barniz inicial no llevara incorporado propileno, una vez finalizado el anillo, se añade barniz con propileno y se realiza el termosellado de la membrana central sobre el escalón, la cual cierra el hueco central, quedando la tapa finalizada.

Es decir, mediante el nuevo método se fabrica una capsula embutida a la que en un proceso posterior se recorta la parte superior. Esta parte superior se conforma para producir un anillo al que posteriormente se termosella una lámina de aluminio. A su vez la parte inferior se conforma para producir un envase embutido. Con el mismo cuerpo cilindrico se obtiene el envase y la tapa complementaria a éste. Por tanto, se obtiene una tapa de membrana central desprendible, o tapa “peel-off” con la abertura ya realizada y una superficie en el anillo exterior disponible para el termo-sellado, no a partir de una tapa convencional con su consecuente metal inservible, sino a partir de otro proceso completamente diferente donde se forma un anillo, sin merma. No se realiza la abertura a un disco de material para obtener un anillo, sino que se obtiene directamente un anillo de otro proceso de fabricación.

La principal ventaja del método objeto de la presente invención es que al no tener que recortar el centro de la tapa de chapa metálica ya existente, no se genera desperdicio. Es decir, para realizar el mismo producto (tapa peel-off) se utiliza menos materia prima, y se genera menos desperdicio, con los consiguientes beneficios que esto conlleva, beneficios económicos, medioambientales, etc.

Las tapas “peel-off” son una alternativa interesante para muchas soluciones de embalaje, más allá del envase metálico. Es muy atractivo por la comodidad de uso y seguridad para el consumidor, pero en la actualidad entraba en conflicto con la sostenibilidad medioambiental, debido al gran desperdicio de material (aproximadamente un 32%) que se producía en su fabricación. Por tanto, con el nuevo método de fabricación objeto de la presente invención, un ahorro de un 32% en materiales tiene una ventaja indiscutible no sólo medioambiental, sino también económica.

Hasta ahora se ha visto la fabricación del envase y de la tapa como dos procesos distintos, independientes y no relacionados. La novedad y actividad inventiva del método objeto de la presente invención es modificar completamente el proceso de fabricación del envase de dos piezas, para obtener el metal, ya en forma de anillo, que se necesita para formar la tapa con la superficie necesaria para ser cerrado sobre el envase y para termo-sellar la lámina desprendible. Es decir, en el mismo proceso obtener los dos elementos a unir, tapa y envase. Esto supone un cambio radical en el concepto de fabricación, abaratando mucho el coste. A los envasadores y usuarios de esta tapa les permite seguir utilizando los mismos equipos de cerrado de envases en sus fábricas sin limitaciones de velocidad frente a otras soluciones que, aunque sí prescinden del coste de la tapa al permitir termo-sellar en el envase directamente, están muy penalizadas por la velocidad de la operación y perdida de eficacia. Breve descripción de los dibujos

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.

Las figuras 1a y 1b muestran la salida de una chapa metálica de una primera fase de una etapa de embutición de acuerdo con una realización particular de la invención. Las figuras 2a y 2b muestran la salida del cuerpo cilindrico de una segunda fase de la etapa de embutición de acuerdo con una realización particular de la invención, según una primera opción. Tal y como se puede observar, en dicha primera opción el escalón se realiza en la fase de embutición. Las figuras 3a y 3b muestran la salida del cuerpo cilindrico según una realización particular anterior, de acuerdo con la primera opción, de una etapa de recorte de sobrante del ala circunferencial.

Las figuras 4a a 4d muestran la salida del cuerpo cilindrico según una realización particular anterior, de acuerdo con la primera opción, de una etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico, originando el anillo (figuras 4a y 4b) y el envase (figuras 4c y 4d).

Las figuras 5a, 5b y 5c muestran la salida del anillo, de acuerdo con la primera opción, de la etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico.

Las figuras 6a y 6b muestran la salida del cuerpo cilindrico de una segunda fase de la etapa de embutición de acuerdo con una realización particular de la invención, según una segunda opción. Tal y como se puede observar, en esta segunda opción el escalón no se realiza en la fase de embutición.

Las figuras 7a y 7b muestran la salida del cuerpo cilindrico según una realización particular anterior, de acuerdo con la segunda opción, de una etapa de recorte de sobrante del ala circunferencial. Las figuras 8a a 8d muestran la salida del cuerpo cilindrico según una realización particular anterior, de acuerdo con la segunda opción, de una etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico, originando el anillo (figuras 8a y 8b) y el envase (figuras 8c y 8d). Tal y como se puede observar, en esta segunda opción el escalón no aparece aún en el anillo.

Las figuras 9a, 9b y 9c muestran la salida del anillo, de acuerdo con la segunda opción, de la etapa de recorte de la parte superior del cuerpo cilindrico. El escalón no aparece aún en el anillo.

Las figuras 10a, 10b y 10c muestran la salida del anillo, de acuerdo con la segunda opción, de la etapa de realización del escalón. En este caso el escalón ya aparece en el anillo.

Las figuras 11a, 11b y 11c muestran la salida del anillo de la etapa de doblado del borde externo del ala circunferencial del anillo.

Las figuras 12a, 12b y 12c muestran la salida del anillo de la etapa de enrollado del borde interno del ala circunferencial del anillo.

Las figuras 13a, 13b y 13c muestran la salida del anillo de la etapa de rebordeo del borde externo del ala circunferencial del anillo.

Las figuras 14a, 14b y 14c muestran la salida del anillo de la etapa de engomado del canal.

Las figuras 15a, 15b y 15c muestran el aspecto final de la tapa una vez se ha realizado el termosellado de la membrana central en el escalón del anillo, la cual obtura el hueco central.

En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:

1. chapa metálica

2. cuerpo cilindrico tras embutición a chapa metálica

3. base inferior del cuerpo cilindrico

4. parte superior del cuerpo cilindrico 5. ala circunferencial de la parte superior del cuerpo cilindrico

6. envase de lata

7. anillo

8. hueco central 9. escalón de la tapa

10. membrana central

11. borde externo del ala circunferencial el anillo

12. borde interno del anillo

13. canal 14. pestaña superior del envase

15. tapa

Descripción detallada de la invención El objeto de la presente invención es un método de fabricación conjunta de envase 6 de lata y su tapa 15 con membrana central desprendible, conocida convencionalmente como tapa 15 “peel-off”.

El presente método tiene una primera etapa de embutición a una chapa metálica 1, en la cual, por medio de al menos una prensa, se obtiene como resultado de la operación un cuerpo cilindrico 2, el cual presenta una base inferior 3 cerrada o fondo, y una parte superior abierta 4.

Después de la embutición se realizan diferentes operaciones para conformar tanto la tapa 15 como el envase 6, principalmente una etapa de recorte de la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2, y separación de dicha parte superior 4. Así, el cuerpo cilindrico 2 restante origina el envase 6 de lata, mientras que la parte superior 4 separada origina un anillo 7 complementario a dicho envase 6. El anillo 7 incluye un hueco central 8, y un borde interno 12 que delimita el hueco central 8, tal y como se puede observar en las figuras.

De acuerdo con una realización opcional de la invención, en la etapa de embutición de la chapa metálica 1 se conforma en la parte superior 4 abierta un ala circunferencial 5, y el anillo 7 originado en la etapa de recorte de la parte superior 4 comprende adicionalmente dicha ala circunferencial 5, que tiene a su vez un borde externo 11. Las figuras 1a-1b, 2a-2b y 6a-6b muestran la salida de esta etapa de embutición. En este caso, después de la primera etapa de embutición, opcionalmente se podría realizar, tal y como se puede observar en las figuras 3a-3b y 7a-7b, una etapa de recorte de material sobrante del ala circunferencial 5 en una estación recortadora, para eliminar los bordes irregulares que quedan siempre tras un proceso de embutición, y dejar un borde externo 11 de ala circunferencial 5 perfecto.

De acuerdo con una realización alternativa a la anterior, el ala circunferencial 5 no se conforma en la primera etapa de embutición, sino en el anillo 7 originado en la etapa de recorte de la parte superior 4, la cual presenta igualmente un borde externo 11. En este caso, después de este conformado del ala circunferencial 5, opcionalmente se podría realizar una etapa de recorte de material sobrante de dicha ala circunferencial 5 en una estación recortadora, para eliminar los bordes irregulares y dejar un borde externo 11 de ala circunferencial 5 perfecto.

También se realiza una operación de escalonado, lo que origina un escalón 9 alrededor del hueco central 8, para el apoyo y sellado de una membrana central 10 configurada para cerrar el hueco central 8, y operaciones de rebordeo y doblado en el anillo 7 para la eliminación de aristas cortantes y cierre de bordes.

Antes de la etapa de embutición, a la chapa metálica 1 se le puede aplicar una capa de barniz con propileno, para proporcionar el posterior termosellado de la membrana central 10 al hueco central 8 del anillo 7.

Alternativamente, en lugar de aplicar barniz con propileno a toda la chapa metálica 1 antes de la embutición, para abaratar costes se puede aplicar barniz sin propileno, únicamente para facilitar el mecanizado, y posteriormente, una vez realizado el anillo 7, antes de fijar la membrana central 10, aplicar polipropileno únicamente a dicho anillo 7 para realizar el termosellado de dicha membrana central 10.

Según una realización alternativa al barniz, antes de la etapa de embutición, a la chapa metálica 1 se le puede aplicar una lámina de plástico, siendo dicha lámina de plástico la que proporciona posteriormente el termosellado de la membrana central 10. Según distintas realizaciones, la etapa de embutición se puede realizar en una única fase, o bien en dos fases diferentes. Para el caso de envases 6 de elevada altura, es conveniente realizar la embutición en dos fases diferenciadas para conseguir que el estiramiento del material sea menor, y obtener una superficie más suave, lo que facilita una posterior operación de litografía o estampado de imágenes en dicho envase 6.

De forma particular, en esta etapa de embutición se le puede proporcionar ya una forma y rebajado determinado a la base inferior 3 cerrada del cuerpo cilindrico 2, lo que constituirá la base del envase 6.

Existen dos opciones para realizar el escalón 9 para el apoyo y sellado de la membrana central 10, y según cual de las opciones se lleve a cabo continuará el método de una forma u otra. Estas serán la primera opción y la segunda opción, que se explicarán a continuación, con base en las figuras.

Según la primera opción, el escalón 9 se realiza en la etapa de embutición, antes de la etapa de recorte de la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2. Las figuras 2a-2b, 3a- 3b, 4a-4d, 5a-5c se refieren concretamente a esta primera opción.

De acuerdo con esta primera opción, y como se observa en las figuras indicadas, tras la etapa de embutición en la que se realiza el escalón 9 se realiza el recorte de la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2 obteniéndose el anillo 7 que originará la tapa 15, y a continuación se realiza un doblado del borde externo 11 del ala circunferencial 5 del anillo 7, originando dicho doblado un canal 13.

Como en esta primera opción el escalón 9 se realiza antes de recortar la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2, mediante la realización del escalón 9 se produce una disminución del diámetro que afecta al envase 6, por lo que una vez recortada la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2, dicho cuerpo cilindrico 2 tendría que expansionarse en una expansionadora para aumentar su diámetro hasta el nominal del envase. Una vez realizada esta expansión, se realizaría la pestaña superior en el envase 6 para la posterior unión de la tapa 15, y el fondo o base 3 del envase, si no se había realizado en la etapa de embutición.

Alternativamente, según la segunda opción, el escalón 9 no se realiza en la etapa de embutición, sino posteriormente, una vez realizado el recorte de la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2, es decir directamente en el anillo 7 obtenido. Las figuras 6a-6b, 7a- 7b, 8a-8d, 9a-9c, 10a-10c se refieren a esta segunda opción.

De acuerdo con esta segunda opción, como se observa en estas figuras, tras el recorte de la parte superior 4 del cuerpo cilindrico 2 se lleva a cabo el escalonado, obteniéndose el escalón 9, y a continuación se realiza el doblado del borde externo 11 del ala circunferencial 5 del anillo 7, el cual origina el canal 13.

En este caso no se tendría que expansionar el envase 6, por lo que se realizaría directamente la pestaña superior en dicho envase 6, y el fondo o base 3 del envase, si no se había realizado en la etapa de embutición.

Las siguientes figuras 11 a-11 c, 12a-12c, 13a-13c, 14a-14c, 15a-15c aplican ya para ambas opciones (primera opción y segunda opción), dado que a partir de este momento el método continúa igual para ambas. Una vez realizado el doblado del borde externo 11 del ala circunferencial 5 del anillo 7, se realiza un enrollado del borde interno 12 del anillo 7, el cual se puede realizar en una sola operación, o bien en dos operaciones independientes y consecutivas.

Tras el doblado del borde externo 11 del ala circunferencial 5 del anillo 7, se puede realizar un rebordeo de dicho borde externo 11.

Finalmente, una vez se han realizado todas las operaciones de separado de la parte superior 4 del cuerpo principal 2 del envase 6, escalonado, y las operaciones de rebordeo y doblado en el anillo 7, queda conformados totalmente el envase 6 y el anillo 7 complementario a éste, y dicho anillo 7 queda dispuesto para recibir un engomado del canal 13, lo que proporciona un cierre hermético del envase con su tapa, ya que el engomado actúa de junta de estanqueidad.

De acuerdo con una realización particular de la invención, y en el caso concreto que el barniz inicial no llevara incorporado propileno, una vez finalizado el anillo 7, se añade barniz con propileno y se realiza el termosellado de la membrana central 10 sobre el escalón 9, la cual cierra el hueco central 8, quedando la tapa 15 finalizada y lista para fijarse al envase 6 cerrando éste, una vez el contenido ha sido introducido.