MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO DE LA INVENCIÓN

[0001] La presente invención está enfocada en la industria del embalaje, particularmente en los contenedores plásticos fabricados por el proceso de moldeo por inyección, tal como aquellos utilizados para el embalaje y transporte de productos hortofrutícolas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] Son bien conocidas las cajas o contenedores de plástico para el almacenamiento y transporte de bienes, las cuales se han venido fabricando desde hace décadas en una diversidad de formas, tamaños y mediante diferentes técnicas de moldeo, siendo una de las más utilizadas el moldeo por inyección de plástico que consiste en inyectar plástico fundido a alta presión en una cavidad de un molde de acero con la forma del producto a fabricar. Dichos productos, así como sus procesos de fabricación han evolucionado significativamente en el tiempo, con el fin de satisfacer las exigencias de una industria tan competitiva como la del embalaje. Dichas exigencias han sido principalmente obtener productos de buena calidad a un menor costo, donde básicamente la calidad puede definirse como la capacidad de la caja para resistir los esfuerzos a los cuales se somete durante el almacenamiento y transporte con productos en su interior. Por su parte, el menor costo se asocia a la menor cantidad de materia prima utilizada para fabricar una caja que pueda comportarse mecánicamente según lo deseado.

[0003] Si bien los dos parámetros anteriormente comentados han sido tradicionalmente los más relevantes para tener en consideración a la hora de diseñar y fabricar contenedores de plástico para el embalaje y transporte productos hortofrutícolas, existen otros tales como las características de ventilación, drenaje, manipulación, estética y materialidad que pueden incidir de manera importante. Precisamente este último es uno de los que ha tomado más relevancia en el último tiempo, debido a las políticas de uso de materiales reciclados y disminución en la generación de residuos que han obligado a la industria del plástico y otras a reformular su negocio con miras a desarrollos autosustentables.

[0004] Por ejemplo, en Chile la Ley de Responsabilidad Extendida del Productor (REP), promueve la disminución en la generación de residuos y fomento del reciclaje, responsabilizando a los productores e importadores a financiar una correcta gestión de los residuos que generan los productos que son comercializados en el mercado nacional, estando los envases y embalajes comprendidos dentro de estos productos.

[0005] Por su parte, el Reino Unido pretende implementar a partir de abril de 2022 un impuesto a los productores locales e importadores de envases de plástico, cuyos productos no contengan al menos un 30% de plástico reciclado. Dicho impuesto busca proporcionar un incentivo económico para que las empresas utilicen material reciclado en la producción de envases de plástico, fomentando aumentar la demanda de este material y a su vez, estimular mayores niveles de reciclaje y recolección de residuos plásticos, desviándolos de vertederos o de proceso de incineración.

[0006] Dado este contexto y asumiendo un incremento en este tipo de políticas a nivel global, así como de su endurecimiento a lo largo del tiempo, es que existe la necesidad de fabricar contenedores para la industria del embalaje y transporte de productos hortofrutícolas a partir de material reciclado o que comprendan una proporción importante de material reciclado en su composición. Sin embargo, en una industria tan exigente y competitiva lo anterior no está exento de desafíos técnicos puesto que el material reciclado no suele tener las mismas prestaciones que el material virgen. Por ejemplo, se ha estudiado que la fluidez del material plástico reciclado es menor que en el material virgen lo cual tiene implicancias durante el proceso de fabricación del producto terminado y que podrían afectar la calidad del mismo, principalmente en términos de sus propiedades mecánicas.

[0007] En este sentido, las cajas o contenedores agrícolas usualmente se someten a una mayor exigencia durante su vida útil en comparación con otros tipos de embalaje de bienes de consumo, debiendo ser capaces de resistir grandes esfuerzos y someterse a altas deformaciones a diferentes temperaturas durante los procesos de llenado de productos, manipulación por maquinaria, apilado, paletizado, transporte, desapilado, descarga, entre otros. Además de ser resistentes, estas cajas deben ser livianas para que puedan competir con otros tipos de embalaje como el cartón a un precio que sea rentable, de modo que tienen un muy bajo espesor sumado a que además requieren de una geometría que provea ventilación a los productos a embalar. Por ende, todo el proceso de diseño, fabricación y la calidad de los materiales a utilizar debe ser muy estudiados, involucrando un alto costo en Ingeniería, Innovación y Desarrollo. [0008] Todo lo anterior hace que no resulte trivial un cambio en la materialidad de las cajas para la industria agrícola por el sólo hecho de utilizar materias primas recicladas, dado que, sin una innovación subyacente y responsable, esto podría incidir drásticamente en el proceso de fabricación del producto final y en la calidad o prestaciones del mismo, impactando negativamente a los productos a embalar y la reputación en el uso de materiales reciclados en la industria.

[0009] Es por tanto el objetivo principal de la invención, proveer una caja para el embalaje de productos hortofrutícolas que pueda fabricarse mediante moldeo por inyección de plástico virgen y reciclado, sin comprometer sus propiedades mecánicas respecto a una caja fabricada a partir de plástico 100% virgen.

[0010] Es un objetivo secundario de la invención, proveer una caja para el embalaje de productos hortofrutícolas que sea fácilmente identificable por terceros como un producto que utiliza material reciclado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0011] De acuerdo con un primer aspecto de la invención, esta consiste en una caja para el almacenamiento y transporte de productos hortofrutícolas, estando dicha caja fabricada a partir de dos materiales poliméricos distintos mediante la técnica de moldeo por inyección, en donde un primer material polimérico es un polímero termoplástico virgen y un segundo material polimérico es un polímero termoplástico reciclado .

[0012] La caja está conformada por una base y por paredes perimetrales, donde la base comprende un marco de base y las paredes comprenden un marco de pared. Al menos una de dicha base y paredes comprende una o más superficies perforadas circunscritas al interior de su respectivo marco, comprendiendo dichas superficies perforadas perforaciones de ventilación, y donde el espesor de las una o más superficies perforadas es menor que el espesor del marco. Además, al menos parte de una o más de las superficies perforadas está fabricada con el polímero termoplástico virgen y el resto de la caja con el polímero termoplástico reciclado.

[0013] El motivo por el cual la superficie perforada de la base o de las paredes se fabrica con el material virgen se debe a que es una zona que requiere que el material tenga una gran fluidez, lo cual es una ventaja del material virgen frente al reciclado. En este sentido, dado que el espesor de la superficie perforada es menor que el espesor de los marcos, se produce en esta superficie una mayor resistencia al paso del material polimérico durante el proceso de inyección de plástico. [0014] De igual forma, las perforaciones de ventilación generan en la superficie perforada cambios de dirección que también otorgan más resistencia al paso del material durante la inyección de plástico, requiriéndose así una mayor fluidez en esta zona para evitar que el material se enfríe antes de tiempo.

[0015] Por lo tanto, el material reciclado al tener una menor fluidez que el material virgen, ventajosamente se utiliza en zonas con mayor espesor y menos cambios de forma o dirección como los marcos de la base o las paredes, ofreciendo así menos resistencia a la inyección del material en el molde de fabricación de la caja.

[0016] En este contexto, la ubicación de cada tipo de material en la caja agrícola no puede ser al azar, puesto que podrían no satisfacerse los parámetros tales como presión, tiempo y temperatura que requiere el proceso de inyección para fabricar un objeto correctamente. De esta manera, con la selección estratégica de las zonas de la caja que se deben fabricar con cada tipo de material, es posible obtener una caja agrícola con una proporción importante de material reciclado y con las mismas dimensiones, espesores, formas y prestaciones mecánicas que ofrece una caja fabricada a partir de material 100% virgen.

[0017] De acuerdo con una modalidad preferida, la parte de la caja fabricada con el polímero termoplástico virgen está en la una o más superficies perforadas de la base.

[0018] De acuerdo con una modalidad alternativa, la parte fabricada con el polímero termoplástico virgen está en la una o más superficies perforadas de cualquiera de las paredes.

[0019] De acuerdo con una modalidad preferida, la parte fabricada con el polímero termoplástico reciclado es entre un 15 y un 50% del volumen total de la caja, preferentemente mayor o igual al 30% del volumen total de la caja con el fin de satisfacer la cantidad de material reciclado que exigen las regulaciones en los envases de plástico.

[0020] De acuerdo con una primera modalidad, las paredes están unidas de manera fija entre sí. De acuerdo con una segunda modalidad, las paredes están unidas de manera desprendible entre sí.

[0021] De acuerdo con una modalidad preferida, la caja comprende pilares en sus esquinas los cuales pueden estar fabricados ya sea con el polímero termoplástico reciclado o con el polímero termoplástico virgen.

[0022] El material reciclado puede ser obtenido a partir de los procesos de fabricación de materia prima reciclada conocidos en el estado del arte. Preferentemente, el primer y segundo material polimérico para la fabricación de la caja son de diferente color para que puedan identificarse visualmente en la caja. Más preferentemente, el primer y segundo material polimérico es Polipropileno (PP).

[0023] De acuerdo con una modalidad preferida el color del polímero termoplástico virgen es natural con una apariencia levemente cristalina, mientras que el color del polímero termoplástico reciclado es negro para un mayor contraste con el color del material virgen y de esta forma, ventajosamente darle una apariencia particular que sea percibida por el público como un producto fabricado con material reciclado.

[0024] En general, el color del plástico reciclado suele ser negro debido a la aplicación de colorantes al final del proceso de reciclaje, con el objetivo de obtener una materia prima reciclada de color uniforme. En modalidades alternativas de la invención, los diferentes materiales podrían ser de otros colores o incluso ser del mismo color, aplicando colorantes a elección durante el proceso se elaboración de las respectivas materias primas.

[0025] De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se propone un método para fabricar la caja anteriormente descrita mediante la técnica de moldeo por inyección. El método comprende los pasos de: a. proveer un molde conformado por una primera pieza de molde y una segunda pieza de molde que cuando están en contacto, forman una cavidad en su interior con la forma de una caja conformada por una base y por paredes perimetrales, donde la base comprende un marco de base y las paredes comprenden un marco de pared, en donde al menos una de dicha base y paredes comprende una o más superficies perforadas circunscritas al interior de su respectivo marco, comprendiendo dichas superficies perforadas perforaciones de ventilación, y donde el espesor de las una o más superficies perforadas es menor que el espesor del marco; b. inyectar en el interior del molde un primer material polimérico a través de puntos de inyección ubicados en sectores de la cavidad correspondiente a las una o más superficies perforadas de la caja, siendo dicho primer material polimérico un polímero termoplástico virgen; c. inyectar en el interior del molde un segundo material polimérico a través de puntos de inyección ubicados en sectores de la cavidad diferente a aquellos correspondientes a las una o más superficies perforadas de la caja, siendo dicho segundo material polimérico un polímero termoplástico reciclado; d. finalizar la inyección de los pasos b y c una vez que la cavidad está completamente llena con los materiales poliméricos inyectados; y e. abrir el molde y retirar la caja fabricada.

[0026] De acuerdo con una modalidad preferida, el paso c comienza antes de que el material inyectado en el paso b llene completamente los sectores de la cavidad correspondientes a las una o más superficies perforadas de la caja.

[0027] De acuerdo con una modalidad preferida, en el paso b los sectores de la cavidad a inyectar corresponden a la una o más superficies perforadas de la base mediante puntos de inyección distribuidos bajo ellas.

[0028] De acuerdo con una modalidad preferida, en el paso c los sectores de la cavidad a inyectar corresponden a las paredes de la caja mediante puntos de inyección ubicados bajo el marco de las paredes.

[0029] De acuerdo con una modalidad preferida, en el paso c el inicio de la inyección en la cavidad ocurre en instantes diferentes en uno o más puntos de inyección. Preferentemente, se inicia la inyección a través de puntos de inyección ubicados bajo un par de paredes opuestas de la caja y luego de un instante predefinido se inicia la inyección a través de puntos de inyección ubicados bajo el par de paredes restantes.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0030] Como parte de la solicitud, se presentan las siguientes figuras representativas de la invención, las que enseñan configuraciones preferentes de la misma y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada.

La Figura 1 ilustra una modalidad ejemplificativa de la caja de la presente invención.

La Figura 2 ilustra una segunda modalidad ejemplificativa de la caja de la presente invención.

La Figura 3 ilustra aspectos para la fabricación de la caja ejemplificativa de la Figura 1.

Las Figuras 4a a 4c ilustran una secuencia de inyección durante la fabricación de la caja ejemplificativa de la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

[0031] De acuerdo con la Figura 1, una caja ejemplificativa de la invención consiste en una caja para productos agrícolas que está conformada por una base 1 y cuatro paredes 2 perimetrales que circunscriben dicha base, estando dichas paredes unidas fijamente a un pilar 4 ubicada en cada esquina de la caja. En el ejemplo, la base 1 de la caja está configurada para apoyar los productos hortofrutícolas a disponer en su interior y además comprende dos resaltes 3 alargados en su base y conectados a dos paredes 2 opuestas cuya función es aportar rigidez a la base 1 y al mismo tiempo separar la base en tres compartimentos (1.1, 1.2, 1.3) que limitan el movimiento de los productos agrícolas al interior de la caja, evitando así que se dañen frente a movimientos en esta última.

[0032] Adicionalmente, tanto la base como la de las paredes están conformadas por una estructura de marco que circunscribe en su interior una superficie perforada, teniendo las perforaciones forma de rombo en el ejemplo ilustrado. Estas perforaciones son necesarias para permitir que el aire fluya a través de ella, refrigerando y conservando los productos agrícolas almacenados.

[0033] En la modalidad ilustrada, sólo los compartimentos (1.1, 1.2, 1.3) de la base 1 son inyectados con material virgen preferentemente de color natural, mientras que el resto de la caja se moldea con material reciclado, preferentemente de color negro.

[0034] La Figura 2 ilustra una segunda modalidad de caja ejemplificativa, la cual también consiste en una caja para productos agrícolas conformada por una base 1 y cuatro paredes 2 perimetrales que circunscriben dicha base. En esta modalidad, las paredes 2 son abatibles respecto a la base 1 y comprenden elementos de enganche en sus extremos laterales configurados para conectarse con la pared adyacente en una posición vertical. Preferentemente, dos paredes 2 opuestas de la caja poseen un pilar 4 en cada extremo lateral de las mismas, de modo que cuando la caja es armada, dichos pilares quedan ubicados verticalmente en las esquinas de la caja.

[0035] Al igual que en la modalidad anterior, tanto la base 1 como la de las paredes 2 están conformadas por una estructura de marco que circunscribe en su interior una superficie perforada.

[0036] En la modalidad de la Figura 2, únicamente la base 1 y los pilares 4 son inyectados con material virgen preferentemente de color natural, mientras que el resto de la caja se moldea con material reciclado, preferentemente de color negro.

[0037] Para lograr una bi materialidad sectorizada en la caja a producir, cada material se suministra al molde de fabricación de manera independiente y controlada durante el proceso de inyección. Según se ilustra en la Figura 2 y tomando como ejemplo la caja mostrada en la Figura 1, esta se fabrica a partir de múltiples puntos de inyección 4 a través de los cuales el plástico fundido se introduce a presión dentro de la cavidad del molde durante el proceso de fabricación. En el ejemplo ilustrado, se utilizan dos puntos de inyección 4.1 para la formación de cada uno de los compartimentos de la base 1 con material virgen, dos puntos de inyección 4.2 para la formación de cada uno de los resaltes 3 con material reciclado, dos puntos de inyección 4.3 para la formación de cada una de las paredes 2 cortas con material reciclado y tres puntos de inyección 4.4 para la formación de cada una de las paredes 2 largas con material reciclado.

[0038] Las Figuras 3a, 3b y 3c muestran la secuencia de inyección del plástico en el interior del molde (no ilustrado) para la fabricación de la caja.

[0039] De acuerdo con la Figura 3a, se inyecta primero el material virgen a través de los puntos de inyección

4.1 para formar cada uno de los compartimentos de la base simultáneamente. Una vez que el material virgen formó casi completamente cada uno de los compartimentos de la base, comienza a inyectarse el material reciclado a través de los puntos de inyección 4.2 (Figura 3b) hasta formar casi completamente cada uno de los resaltes de la base. Posteriormente, comienza a inyectarse el material reciclado a través de los puntos de inyección 4.3 (Figura 3 c) hasta completar aproximadamente la mitad de la superficie de las paredes cortas de la caja y, finalmente, comienza a inyectarse el material reciclado a través de los puntos de inyección 4.4 (Figura 3d) hasta que la caja esté completamente formada, proceso que en total dura en torno a los 0,5 segundos.

[0040] Para la fabricación de la caja de la Figura 2, la secuencia de inyección sigue la misma lógica anterior, con la salvedad de que en el caso de cajas con paredes plegables, las paredes se inyectan en una posición paralela a la base. De esta manera, se inyecta simultáneamente el material virgen a través de puntos de inyección ubicados en sectores de la base y de los pilares. Luego se inyecta el material reciclado en puntos de inyección ubicados en sectores centrales de las paredes.

[0041] En una modalidad alternativa de la invención, las partes de la caja a fabricar con material virgen corresponden a la superficie perforada de sus paredes, mientras que el marco de dichas paredes, sus pilares y la base de la caja se inyectan con material reciclado. Lo anterior podría requerir una configuración distinta de los puntos de inyección, así como una secuencia de inyección diferente a la ilustrada. Otras modalidades pueden comprender la utilización de material virgen tanto en las paredes como en la base, entre otras combinaciones.