ACCESORIOS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a recintos para contenedores de vida en estante aséptica y extendida y más particularmente a cajas o envases de cartón. Es bien conocido, en contenedores no asépticos, usar accesorios de cartón que se extienden a través de una pared de una caja de cartón. Estos accesorios se construyen para proporcionar un canalón o pico para vaciar y proporcionar un recinto resellable tal como un pico y sobretapa roscados. Se hacen típicamente de plásticos moldeados por inyección. El accesorio puede proporcionar también evidencia de violación tal como una banda de violación desprendible que conecta un borde inferior de la sobretapa con un cuerpo del accesorio. Se proporcionan con frecuencia membranas removibles por tiro de anillo en el canalón o pico. Un accesorio típico tendrá una caja de base y un canalón cilindrico. Tales accesorios se insertan, como componentes completamente ensamblados con una sobretapa acomodada, a través de un corte de agujero en la parte superior de la caja. El accesorio se hace pasar a través del agujero desde el interior de la parte superior abierta durante el proceso de llenado. La ceja de la base, que es más grande que el diámetro del agujero, permanece dentro de la caja. Se usa soldadura de ultrasonido para soldar la ceja de la base a la caja y asegurar el accesorio en su lugar. Los accesorios de este tipo se usan extensamente para permitir que las cajas de cartón con la parte superior a dos aguas sean resellables. Se usan típicamente para leche fresca y jugo fresco, los cuales no se empacan de manera aséptica. Empacado Aséptico En el llenado aséptico se usa un proceso U HT para procesar el producto entes del llenado. El producto se sujeta a una temperatu ra elevada (140° C) durante un periodo muy corto (4 segundos) y después de enfría a una temperatura entre la ambiental y 4 grados centígrados. Una vez enfriado, el producto debe permanecer en condiciones estériles y no se puede exponer al aire o bacterias del ambientales. Las cajas y los accesorios se deben limpiar y esterilizar también , típicamente usando peróxido de hidrógeno o ácido peracético, los que se evaporan más tarde de los componentes. Las cajas se llenan y se sellan entonces en un ambiente aséptico. El empaq ue también debe estar sellado suficientemente de manera hermética para evitar la re-infección . Este proceso es efectivo para proporcionar productos con larga vida en estante. El costo de la planta de llenado es significativo. El empacado ESL cubre otros procesos tales como la microfiltración para asegurar la presencia mínima de microbios en el prod ucto. Un aspecto significativo de ambas cajas aséptica y ESL es la presencia de una capa de barrera continua. Esta capa se req uiere para evitar q ue las bacterias, microbios, levaduras o esporas de hongos pasen al contenedor y para proporcionar una barrera contra los gases. El uso de accesorios de cajas existentes que requieren un agujero pre-cortado en la plantilla de la caja claramente no es posible. Las cajas para uso en empacado aséptico se construyen típicamente de varias capas. En un ejemplo, hay siete capas que hacen el empaque aséptico. A partir del exterior hacia dentro a hay - polietileno, adhesivo, papel, adhesivo, hoja de aluminio, adhesivo y políetileno. La hoja de aluminio proporciona una capa de barrera. Las capas de adhesivo sirven para pegar los materiales conjuntamente y las capas de polietileno sirven para proporcionar recubrimientos de superficie. Estas estructuras en capas se describen como cartón compuesto. La capa de barrera se puede hacer alternativamente de EVOH. Las cajas asépticas originales eran tetrahedros de cartón compuesto y después briquetas, los cuales eran difíciles de abrir y no podían ser resellados. Las cajas asépticas se proporcionan ahora con accesorios de cartón que ofrecen recintos de su etapa de tornillo con evidencia de violación, que pueden volver a cerrarse como con cajas de cartón. Con el fin de mantener la capa de barrera, se han empleado dos métodos. En el primer método se corta un agujero en las capas externas de papel y de plásticos de la plantilla de cartón compuesto antes de que se lamine la plantilla con las capas de barrera e internas. El accesorio se aplica entonces al exterior de la caja y debe incorporar un mecanismo para cortar, romper o punzar a través de las capas de barrera e interna. En el segundo método, el cartón compuesto se marca o se debilita sin penetrar la capa de barrera en la posición donde se va a colocar el accesorio de cartón. El mecanismo de corte, ruptura o punción tiene que romper entonces a través de todas las capas del cartón compuesto. Se ha propuesto una gran variedad de diseños para este mecanismo. Estos fluctúan desde palancas pivotantes, trinquetes que impulsan dientes hacia abajo a través del cartón, y sistemas de golpe de lado a lado que requieren que el usuario empuje un pulgar hacia abajo en el canalón. Ejemplos de tales accesorios de cartón aplicados posteriormente se describen en EP-A-1 , 127 798 (Rexam), que muestra un mecanismo impulsado por leva; y WO 98/41452 (Tetra Laval), que muestra un mecanismo de trinquete y proporciona un indicador de violación. Están disponibles numerosos otros accesorios de aplicación posterior en el mercado de fabricantes tales como SIG Combibloc GmbH & Co KG (www.sigcombibloc.com) y Bericap GmbH & Co (www.bericap.com). Problemas Técnicos Todos estos accesorios sufren de problemas técnicos que incluyen la cantidad de fuerza necesaria para abrir el paquete y la complejidad relativa de fabricación, instalación y uso, particularmente para accesorios ensamblados a partir de múltiples partes. Los asuntos de alineación son un problema particular en los accesorios para aplicación posterior. Puesto que los accesorios necesitan ser engomados sobre los contenedores existe un riesgo de que se desprendan en tránsito. La aplicación externa hace también a estos recintos vulnerables a la violación. El uso de estos recintos es con frecuencia no intuitivo creando problemas adicionales de educación del consumidor. Solución de la Invención En lugar del enfoque de estos accesorios de la técnica anterior, los cuales retienen la capa de barrera en la caja de cartón compuesto, la presente invención resuelve el problema de proporcionar una capa de barrera continua con un cierre de canalón para vertido resellable mediante la provisión de la capa de barrera en el cierre mismo de manera que puede ser insertado en un agujero cortado previamente como con las cajas no asépticas. Sin embargo, en un contexto aséptico/ESL, no es aceptable exponer el aluminio desnudo a los contenidos de muchos fluidos empacados asépticamente, por ejemplo, productos altamente ácidos. Esto es porque tales productos tienen una propensión - en la vida larga de estante de seis a nueve meses - a oxidar el metal. Por lo tanto, se debe evitar que cualquier hoja desnuda haga contacto con los contenidos de la caja aséptica. Por lo tanto, no es suficiente aplicar una hoja - aún una hoja revestida - a una ceja de base de un accesorio de cartón, ya que cualquier borde de corte sería vulnerable a esta oxidación con el tiempo. Se sabe cómo evitar tal contacto en las costuras o juntas estructurales necesarias para hacer una caja a partir de una plantilla de cartón compuesto. Típicamente, para crear tales costuras o juntas, una capa de cartón interna se dobla hacia fuera y traslapa con una capa externa de manera que se evita que los bordes de la hoja de capa de barrera entren en contacto con los contenidos. La costura se suelda mediante ultrasonido o sellado con calor por inducción. Se encuentra que esto produce resultados aceptables. La aplicación de un sello de hoja desprendible, removible a través de una parte superior de un canalón del accesorio evita la presencia de un tapón dentro de la sobretapa para resellar satisfactoriamente y dejar una brecha significativa en la barrera contra gas a través de la ceja de base que rodea el canalón en el agujero y la pared del canalón. Por lo tanto, es preferible continuar la capa de barrera en la ceja de base del accesorio y esta es una solución descrita en la patente de E. U. No. 4,948,015 (Kawajiri). El accesorio descrito tiene una ceja de base provista con una depresión en la cual se acomoda de manera segura una película delgada que tiene una propiedad de barrera contra los gases. Se sugiere que la película puede ser de estructura laminada que comprende capas de polietileno, aluminio y polietileno. La capa de barrera tiene su borde periférico oculto por el material de la película. Se sugiere moldeo con insertos como una técnica para unir la película al accesorio. En principio, la propuesta de Kawajiri resuelve los problemas técnicos antes discutidos. Sin embargo, el diseño no es práctico por las siguientes razones: * No se conoce en la técnica la fabricación práctica, de alto volumen, de bajo costo de películas de capas múltiples que contienen una hoja de aluminio completamente empotrada (sin borde de aluminio expuesto) y no se describe ningún método por Kawajiri. * Ei moldeo con inserto paras tales discos de hoja de peso ligero sería un procedimiento lento que requiere la colocación cuidadosa de los discos en el molde. * Con el fin de colocar el disco en la depresión es casi inevitable que se cree una hendidura o resquicio dentro de la depresión alrededor del disco y esto haría al accesorio inadecuado para uso aséptico ya que la hendidura podría no ser esterilizada adecuadamente antes de usarse. La inhabilidad para matar bacterias que se esconden en las hendiduras es un tema principal que conduce a cualquier empaque sujeto a este problema que sea no aséptico, conduciendo a una "vida en estante" del producto de unos pocos días, en lugar de la norma aséptica corriente de una vida en estante de muchos meses bajo condiciones no refrigeradas. De acuerdo con la presente invención, los problemas técnicos dejados sin resolver por Kawajiri se resuelven proporcionando un accesorio que comprende una ceja de base y un canalón hueco, una parte removible en una base del canalón y una sobretapa para cerrar de manera sellante el canalón, y una hoja de barrera recubierta en ambos lados con una capa de plástico que se extiende a través de la ceja de base, que se caracteriza porque la hoja tiene un borde cortado expuesto antes de ensamblar en el accesorio y ese borde de la hoja se ensambla con la ceja de tal manera que se evita que el borde en uso haga contacto con el contenido de un contenedor al cual se ensambla el accesorio. El borde se puede sellar de varias maneras tales como, por ejemplo, empotrándolo en el plástico de la ceja, doblándolo por debajo antes de sellar con la ceja, o enrollándolo alrededor de un borde periférico de la ceja. De preferencia, el borde de la hoja se empotra en la ceja de la base. Empotrando el borde de la hoja en el plástico no se puede contaminar el producto. Puesto que la capa de barrera en la caja de cartón traslapa con la hoja de barrera aplicada a la ceja de base no hay ruptura en la capa de barrera. Tal accesorio se puede fabricar mediante un método que comprende los pasos de colocar una hoja que tiene capas de plástico en cada superficie en una pared receptora que se proyecta desde una primera superficie de una ceja de base de un accesorio que tiene un canalón hueco que se extiende desde una superficie opuesta, y asegurar la hoja a la ceja de tal manera que la pared se sella sobre el borde del disco de hoja. El accesorio totalmente ensamblado se puede insertar en un agujero cortado previamente en una plantilla de caja de cartón compuesto desde adentro antes de llenar y el empotramiento del borde de la hoja llevado a cabo como parte del mismo proceso que soldar la ceja al cartón. Alternativamente, la presente invención proporciona un accesorio que comprende una ceja de base que tiene una primera superficie y un canalón hueco que se proyecta desde una superficie opuesta a la primera superficie, una parte removible en una base del canalón y una sobretapa para cerrar de manera sellante el canalón, caracterizado porque una hoja de barrera recubierta en ambos lados con una capa de plástico se enrolla sobre la primera superficie de la ceja de manera que la hoja se extiende sobre la superficie opuesta que rodea al canalón. En esta construcción alternativa se evita que el borde cortado de la hoja se ponga en contacto con el contenido del contenedor conforme se sella a una pared de cartón durante la soldadura con ultrasonido del accesorio con la caja. Este sello tiene exactamente las mismas construcción e integridad que otros sellos en cualquier parte de la caja de cartón. La capa de barrera en esta construcción es virtualmente continua ya que solamente hay las capas internas de polietileno entre las dos hojas y ni siquiera el espesor modesto de la ceja de base como en la variación anterior. De preferencia, los accesorios, según se reivindican, se usan en cualquier forma de caja de cartón, pero se apreciará que este tipo de accesorio se podría aplicar también a una boca de una botella impermeable al gas tal como una botella de PET o poliolefina de capas múltiples de barrera; a una lata o tapa de lata de acero o aluminio recubierto; o a un contenedor de plástico de mono o multi-capas de cual es termoformado, moldeado por inyección o moldeado por soplado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Con el fin de que la invención pueda ser bien entendida, se describirán ahora algunas modalidades, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos diagramáticos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 muestra una sección longitudinal a través de un accesorio de acuerdo con una primera modalidad de la invención, ensamblada en una parte superior de caja. La Figura 2 es un detalle de un borde de la ceja de base de la
Figura 1 antes de la inserción de una hoja. La Figura 3A muestra un detalle de una modalidad alternativa del borde de una ceja de base antes de la inserción de una hoja. La Figura 3B muestra un detalle de un borde de la ceja de base de la Figura 3A después de la inserción de la hoja y antes de un paso de sellado con calor por inducción. La Figura 4 muestra una sección a través de un accesorio de acuerdo con una cuarta modalidad de la invención; y La Figura 5 muestra una sección a través de un accesorio de acuerdo con todavía una modalidad más de la invención. muestra una sección a través de un accesorio de acuerdo con una cuarta modalidad de la invención Perspectiva General Un accesorio 2 de caja se hace de una ceja 4 de base con un canalón 6 para vaciado vertical, el cual se cierra mediante una sobretapa 8. El accesorio 2 es de dos componentes de plástico moldeados por inyección. El canalón 6 comprende un canalón cilindrico hueco en cuya base hay una parte 10 removible. La parte 10 removible es un disco de plástico unido al resto de la ceja 4 de base mediante una sección 12 debilitada. Un anillo de tiro 14 está conectado a la parte 10 removible con el fin de permitir que se retire la parte removible. Como se describe hasta ahora, este accesorio es sustancialmente similar a los accesorios de caja conocidos en la técnica para uso con cajas de cartón normales. Cualquiera de los aspectos de diseño empleados en tales accesorios se puede incorporar al accesorio de la presente invención. El accesorio de la presente invención, sin embargo, pretende ser usado con un contenedor que proporciona una capa de barrera. Como se ilustra en la Figura 1 , el accesorio se inserta en un agujero 20 cortado previamente en una pared 22 de la caja de cartón compuesto. El accesorio 2 se podría ensamblar también con una boca abierta de una botella de capa de PET de barrera o barrera de poliolefina; o cualquier otro contenedor hermético al gas, tal como una lata de estaño hecha de mono o multi-capas que incluyen aluminio, acero, etc. recubierto con una capa superficial de plástico, o un contenedor de plástico, el cual es termoformado, moldeado por inyección o moldeado por soplado, mediante un proceso de moldeo ya sea por extrusión o por soplado e inyección-estirado. Un disco 30 de hoja se sella a un lado inferior de la ceja 4 de base y la parte 10 removible. En lugar de un disco sólido, la parte 10 removible se podría construir como un marco anular típicamente con una estructura central, de estrella de tres puntas. Tal marco se uniría mediante puentes debilitados a la ceja 4 de base. Esto reduce el peso total del accesorio 2. El disco 30 de hoja se corta a partir de una hoja de aluminio, la cual está recubierta en ambos lados con una capa de plástico, típicamente polietileno, polipropileno o PET, que permite que se adhiera a otros componentes de plástico. La ceja 4 de base se suelda en una región A anular a la pared 22 de la caja por medio de sellado por calor por inducción o soldadura ultrasónica. Una pared 32 receptora rodea a un borde periférico de la ceja 4 de base. En la Figura 1 la pared 32 receptora se muestra como habiendo sido deformada hacia dentro sobre el borde periférico del disco 30 de hoja con el fin de evitar que el contenido del contenedor se exponga a un borde de la capa de aluminio en el disco 30 de hoja recubierto en ambos lados. Estructura de la Caja La caja 22 de cartón compuesto se forma a partir de varias capas de material que incluyen una capa 40 de barrera contra el gas. Esta capa de barrera puede ser de hoja de aluminio o EVOH o cualquier otro material adecuado. La capa de barrera se une por medio de una capa de adhesivo a una capa de cartón que está recubierta en cada lado por un recubrimiento de polietileno. Son posibles otras construcciones detalladas de cartón compuesto. Construcción del Cierre Una construcción posible para la sobretapa y el canalón de vaciado se describe en la WO 99/61337 (Spreckelsen McGeough), que muestra también como se puede acomodar una hoja en una ceja de base. Sin embargo, en ese documento, el borde de metal libre de la hoja podría ser expuesto. Spreckelsen McGeough muestra también un broche en la sobretapa. Se apreciará que el tornillo en la sobretapa 8, como se ilustra, es igualmente apropiado para cerrar el canalón 6 de vaciado. La sobretapa 8 se muestra teniendo un tapón 42, el cual es recibido dentro de una boca abierta del canalón 6 con el fin de asegurar un resellado efectivo. Cuerdas 44, 46 están formadas en la pared externa del canalón del pico 6 de vaciado y en una pared interna de cara de la sobretapa 8 con el fin de permitir que la sobretapa sea atornillada en el canalón del pico. Sellado del Borde de la Hoja Un aspecto esencial del accesorio de la presente invención es que se evita que el borde de metal de la hoja se ponga en contacto con el contenido de un contenedor en uso cuando se ensambla el accesorio. El accesorio 2 se sella previamente de preferencia a la hoja 30 antes de la instalación en el contenedor. En la modalidad de las Figuras 1 y 2, el disco 30 de hoja se asienta en una pared 32 receptora la cual, antes de ensamblar la hoja con el canalón 6, pende verticalmente desde la ceja 4 de base, como se muestra en la Figura 2. Durante el ensamblado se usa una herramienta para presionar la pared 32 receptora sobre el borde del disco de hoja durante un proceso de sellado mediante calor por inducción. La pared 32 receptora es, por lo tanto, una parte de sacrificio de la construcción del canalón y el plástico que hace este material se funde efectivamente sobre el borde de la hoja para sellar el borde de metal expuesto. Una construcción alternativa de la pared 32 receptora se muestra en las Figuras 3A y 3B. En este arreg lo la pared 32 tiene una porción 50 debilitada en una región intermedia anular. Una vez que el disco 30 de hoja se inserta en la pared 32 receptora , la porción 50 debilitada permite que un extremo 52 terminal de la pared se deforme hacia dentro sobre el borde de la hoja para retenerlo en posición para asegurar q ue el plástico de esta pared 52 receptora de sacrificio fluya sobre y cubra cualq uier borde de metal expuesto. Un enfoque alternativo para sellar el borde de metal de la hoja
se muestra en la Fig ura 4. En esta modalidad, la hoja 30 es más grande que el diámetro de la ceja de base y está enrollada en la totalidad de una primera superficie 54 inferior de la ceja 4 de base alrededor de un borde libre y sobre una segunda superficie 56 de la ceja de base. El borde doblado termina hacia dentro de la región A anular en la cual se suelda la ceja 4 de base al contenedor 22. En la modalidad de la Figura 5 , el disco 30 de hoja tiene sus bordes doblados hacia arriba y hacia dentro antes de ser soldados a la ceja 4 de base. Este paso de doblado se puede hacer por medio de una herramienta de formación apropiada durante la colocación de las hojas en la ceja 4 de base. Se proporciona una periferia de la ceja 4 de base con una pared 34 de retención para retener el disco de hoja doblado en su lugar antes del sellado. Método de Fabricación Los accesorios 2 de la caja se ensamblan previamente con el disco 30 de hoja y la hoja soldada en posición mediante un proceso de sellado mediante calor por inducción antes de que se ensamble los accesorios con la caja de cartón . El ensamblado de la caja de cartón es como con el empaque no aséptico normal y no será descrito en detalle en la presente. Como una alternativa al sellado mediante calor por ind ucción de la hoja a la ceja 4 de base, se puede emplear soldadura ultrasón ica. La hoja se puede asegurar también a la ceja por medios adhesivos. En la modalidad de la Figura 4, es posible depender del enrollado sobre el borde periférico externo de la hoja alrededor de la ceja 4 de base para asegurar la hoja al canalón 6. Aunque se pueden emprender pasos de unión adicionales antes de la instalación en la caja, no son esenciales con esta modalidad. Si el accesorio 2 se sella mediante calor por inducción al cartón , la hoja 30 se soldará a la ceja de base en ese momento. En la modalidad de la Figura 4, el sello que se crea entre el borde de la hoja 30 y la pared 22 es de exactamente la misma construcción que en las otras costuras en cualquier parte en una caja de cartón de este tipo. Continuidad de la Capa de Barrera Una vez que el accesorio 2 se suelda al ag ujero 20 en la pared
22 de la caja de cartón , la capa de barrera constituida por la hoja 30 crea una capa de barrera continua con la capa 40 en la caja de cartón . Por lo tanto, la facilidad de las ventajas de ensamble de los accesorios de caja usados con empaque no aséptico se combinan con la integridad de la capa de barrera ofrecida por los accesorios aplicados posteriormente de la técnica anterior usados tradicionalmente con el empaque aséptico. Uso del Consumidor En uso, un consumidor puede abrir el empaque removiendo la sobretapa 8 desatornillándola con el fin de tener acceso al anillo de tiro 14. La parte 10 removible puede ser retirada entonces mediante uso del anillo de tiro 14. Puesto que la hoja 30 está soldada a la totalidad de la ceja 4 de base que incluye la parte 10 removible, el jalón del anillo de tiro abrirá una brecha en la hoja y permitirá el acceso al contenido del contenedor. Si es necesario, se pueden formar dientes en la superficie 54 inferior de la ceja 4 de base con el fin de facilitar el rasgado de la hoja, como se describe en Spreckelsen McGeough anteriormente. Si la hoja no es cortada por la remoción de la parte 10 removible, es relativamente fácil que esta capa de hoja se perfore manualmente. Aunque se ha mostrado un anillo de tiro, se puede usar cualquiera de los otros mecanismos de la técnica anterior en el canalón para retirar la parte removible y romper la hoja para permitir el acceso a los contenidos.