WO2014081273A1 - Caja plástica reforzada estructuralmente - Google Patents

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Definitions

  • the present invention is in the field of products useful for transporting containers and / or bottles. Specifically, the present invention relates to a structurally reinforced plastic box that is used for loading and transporting various types of containers and / or bottles.
  • document US 5, 417,343 discloses a stackable bottle case of plastic material, in which the side walls are reinforced by vertical columns with profiled holes extending to the upper marginal edge of the side walls of the box and together with the upper marginal edge of a circumferential stacking edge for load reduction.
  • the object of this invention is to provide a bottle case that shows maximum rigidity with optimal weight minimization so that load transfer in the stack is possible without danger of damaging the case.
  • the load that this geometry can withstand is not very high and in case of any blow, whether caused by the forklift or the fall to the floor during handling, the structure would be damaged and its load capacity lost.
  • US 4,548,320 refers to a box for containers that is composed of a plurality of vertical columns that extend from the top to the bottom of the box, each having a pair of members protruding outward.
  • the walls supported by said members contribute to the structural strength of the box by providing for the transmission of compression forces directly from the upper stacking edge to the bottom of the box when it is under forces derived from stacking.
  • the weight of this box is also excessive, therefore increasing the cost of the box by the amount of plastic material needed and consequently the molding cycle would be very high, also greatly influencing the rise in manufacturing cost.
  • US 6,367,630 describes a container with high strength especially suitable for stacking when stacked with another similar when full and for nesting with another similar when empty.
  • the container includes a conical receptacle that has vertical walls that are covered by a lid.
  • the receptacle has an abruptly enlarged upper perimeter joined to a lower perimeter by a horizontal shelf, which resists buckling of the walls under heavy loads.
  • the lid has grooves in the support surfaces of stacking in which the reinforcing members are arranged.
  • the reinforcement members may include winged mounts arranged in slits in the lid that are designed to better distribute the shells through the receptacle.
  • this type of box is extremely heavy and therefore expensive and even worse when inserting the structural elements in the box, the weight increases considerably. Depending on the material used to reinforce the structure, recycling the box may not be efficient and quite expensive.
  • One of the objectives of the present invention is to provide a structurally reinforced plastic box, to contain containers and / or bottles that has high resistance and structural support to the load, thus providing greater stacking capacity, thereby achieving optimum use of the vertical space, thereby reducing the use of space intended for horizontal storage.
  • Another objective of the present invention is to provide a structurally reinforced plastic box, to contain containers and / or bottles, which is lighter compared to conventional boxes and without this affecting its mechanical properties in terms of strength, stiffness and stability mainly.
  • a further objective of the present invention is to provide a structurally reinforced plastic box, to contain containers and / or bottles, which provides greater resistance to the impacts caused by blows or falls, which occur during the mobilization or transport of plastic boxes.
  • Another objective of the present invention is to provide a structurally reinforced plastic box, to contain containers and / or bottles that, due to its structural and reinforcing characteristics, can be produced by a smaller amount of plastic material and therefore achieve a shorter cycle, to in order to optimize its manufacturing and reduce costs.
  • Another objective of the present invention is to provide a structurally reinforced plastic box, to contain containers and / or bottles, that is completely recyclable without any separation of the different materials that make up said box and with a useful life far superior to the boxes conventional.
  • the structurally reinforced plastic box according to the present invention in which the reinforcing characteristics are achieved from the strategic injection of a foamed thermoplastic material into specific areas of the structure of said box.
  • Figure 1A shows a perspective view of the plastic box according to the present invention.
  • Figure IB shows a perspective view from the bottom surface of the plastic box according to the present invention.
  • Figure 2A shows a front view of the plastic box according to the present invention.
  • Figure 2B shows a right side view of the plastic box according to the present invention.
  • Figure 3A is a detailed view of the section of the columns of the plastic box according to the present invention, showing the strategic space of the structure of the box that will be injected with foamed thermoplastic material.
  • Figure 3B is a detailed view of the section of the columns of the plastic box according to the present invention, showing the same column after injecting the foamed thermoplastic material.
  • Figure 4 is a detailed view of the upper part of one of the columns of the structurally reinforced plastic box according to the present invention, where the hole is shown to facilitate the exit of air and gases when injecting the foamed thermoplastic material.
  • Figure 5 illustrates the stacking of structurally reinforced plastic boxes according to the present invention.
  • Figure 6A shows the effect of the loading force on the stacked structure formed by the structurally reinforced plastic boxes according to the present invention, when stowed.
  • Figure 6B shows the areas where the structural resistance effect of the strategic injection of the foamed thermoplastic material is presented when the structurally reinforced plastic boxes according to the present invention are stacked.
  • the present invention relates to a structurally reinforced plastic box for containing containers and / or bottles that has high resistance and structural support to the load, thus providing greater stacking capacity, thereby achieving optimum utilization of the vertical space.
  • the structurally reinforced plastic box turns out to be lighter compared to conventional boxes without affecting its mechanical properties and is produced by a smaller amount of plastic material and therefore a shorter cycle is achieved, in order to optimize its manufacturing and reduce costs.
  • the plastic box as shown in Figure 1A is made by a plastic injection process.
  • Said plastic box comprises long parallel side walls (1), short parallel side walls (2), as well as a base (3) and an open surface (4) and a compartment that has separation elements by means of cross walls (5) which is between said parallel side walls (1) and (2) that serves to contain a plurality of packages and / or bottles.
  • figure IB shows a perspective view from the bottom surface of the plastic box according to the present.
  • the long parallel side walls (1) as shown in Figure 2A, have at least one horizontal rectangular hole (6) in its central upper part and vertical rectangular gaps along its length. structure, as well as holes at the ends (7) and below the at least one horizontal rectangular hole
  • the short parallel side walls (2) as shown in Figure 2B, also have a horizontal rectangular hole (9) in its central upper part and vertical rectangular holes in the ends of its structure (7) as well as at least one horizontal rectangular hole (8) below the horizontal rectangular hole
  • the long parallel side walls (1) are connected to the short parallel side walls (2) by means of columns (10) projecting in each of the corners of the base (3), said columns (10) have a hollow in the lower part and a hole (11) in the upper part.
  • said columns (10) are injected with a foamed thermoplastic material (12), which is regularly composed of a polyolefin such as PE (polyethylene) and a foaming agent, which gives greater resistance to the structure of the box.
  • a foamed thermoplastic material (12) which is regularly composed of a polyolefin such as PE (polyethylene) and a foaming agent, which gives greater resistance to the structure of the box.
  • Figure 3A shows the hollow of the columns (10) of the plastic box that will be injected with the foamed thermoplastic material (12), specifically in Figure 3B the same column (10) is shown after injecting the foamed thermoplastic material ( 12).
  • Each of the hollow columns (10) of the box has a volume which is injected with the foamed thermoplastic material (12).
  • the plastic box once it has been reinforced from the injection of the foamed thermoplastic material (12), obtains a high resistance and structural support to the load, which is greater than 500 kilograms, thus allowing greater stacking capacity, it is that is to say, from 4 to 5 stowage of height achieving an optimum use of the vertical space contributing a saving in the warehouse space.
  • Figure 5 shows an example of the stacking of 2 structurally reinforced plastic boxes according to the present invention
  • Figure 6A shows the effect of the loading force on the stacked structure (13) formed by the structurally reinforced plastic boxes according to the present invention when they are stowed.
  • the columns (10) reinforced with the foamed thermoplastic material (12) form a structural support column that allows stacking, providing great load resistance to the integral structure that is formed, this can be seen in figure 6B where a cross-section of the structural column (14) formed from the columns (10) of the structurally reinforced plastic boxes according to the present invention is shown.
  • the box plastic of the present invention has an approximate weight of 1400 grams without the injection of the foamed thermoplastic material (12), once said material has been injected, the structurally reinforced plastic box increases in weight by approximately 1600 grams
  • the plastic box of the present invention is easy to handle by users and by multiple means of transportation and storage.
  • the structurally reinforced plastic box in order to optimize its manufacturing, can be produced with less raw material and therefore a shorter cycle is achieved compared to traditional boxes; While traditional boxes are produced in a cycle of between 40 to 50 seconds, the structurally reinforced plastic box is produced in a cycle of between 30 and 35 seconds. With this, the cost is reduced through the reduction of the molding time, which allows to obtain a higher production rate.
  • the improvements made in the structurally reinforced plastic box of the present invention give it greater resistance to impacts caused by blows or falls and in general to the rough and intense handling thereof; therefore, there is an increase in storage security since, for example, if a forklift hits the structure of the box, it does not break unlike the boxes conventional avoiding the accidents that can be generated.
  • the structurally reinforced plastic box of the present invention obtains a longer useful life compared to conventional boxes and at the end of it, can be recycled without the need to separate the materials.
  • the structurally reinforced plastic box of the present invention has greater sustainability due to the use of higher recycling percentages, thereby reducing the ecological impact caused by disposal of these boxes.
  • thermoplastic foam in the columns of the box managed to increase the load capacity of the box by 17.75%.
  • thermoplastic foam in the columns according to the present invention was placed with the injection of thermoplastic foam in the columns according to the present invention, one on top of the other, and a load was applied until the first box collapsed, (which in this case was also the one in the top position), with a result of 24,300 Newtons.
  • the strategic injection of thermoplastic foam in the columns of the box managed to increase the load capacity of the boxes by 20.9%.
  • the objectives set for this invention are achieved by having an injected plastic box which, being structurally reinforced with thermoplastic foam in the columns, higher stacks are achieved, to take full advantage of the warehouse spaces; with a box weight less and with a lower production cycle, thereby achieving a significant reduction in manufacturing cost.

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Abstract

Caja para contener envases y/o botellas, realizada en material plástico, con separadores internos y refuerzos en las esquinas. Las esquinas de la caja tienen estructura de columna hueca y el hueco se rellena con material termoplástico espumado, preferentemente poliolefinas tales como el polietileno. De esta manera se consigue una combinación de ligereza y resistencia que permite ahorrar material, apilar una mayor altura de cajas, resistir los choques y golpes propios de una manipulación descuidada o violenta y el reciclaje posterior de la caja al término de su vida útil sin necesidad de separar los materiales para dicho reciclaje.

Description

CAJA PLÁSTICA REFORZADA ESTRUCTURALMENTE
Campo de la Invención
La presente invención se ubica en el campo de los productos útiles para el transporte de envases y/o botellas. Específicamente, la presente invención se refiere a una caja plástica reforzada estructuralmente que se emplea para la carga y transporte de diversos tipos de envases y/o botellas.
Antecedentes de la Invención En muchas industrias, existe una gran dinámica para cargar, descargar y transportar una gran diversidad de productos, los cuales frecuentemente se encuentran envasados y/o embotellados.
El transporte de muchos de estos productos, usualmente envasados y/o embotellados ya sea en vidrio o en algún envase plástico, se lleva a cabo mediante el uso de cajas plásticas, las cuales constantemente son manipuladas, apiladas o estibadas y transportadas sobre tarimas, por medio de montacargas; sin demasiado cuidado y están expuestas todo el tiempo a impactos y al permanente estrés de la carga.
Como resulta evidente, estas interacciones a las cuales están sujetas las cajas son muy frecuentes y regularmente se hacen por personal poco capacitado y a una velocidad tal que dichos impactos ocasionan rupturas muchas veces irreversibles que conllevan a la inevitable sustitución de las cajas con el consecuente gasto por renovación de las mismas.
Todo esto sin mencionar que, debido a la resistencia estructural normal de las cajas convencionales, el apilamiento es limitado y frecuentemente se corre el riesgo de que las columnas de las cajas inferiores, sobre las cuales se estiban las demás cajas superiores asi como el peso en general resultante de la estibación del producto, se dañen al grado de vencerse por efecto de la gran carga a la cual están sometidas, produciendo esto accidentes considerables y grandes pérdidas de producto.
En este mismo sentido, debido a las diferentes necesidades de transportación de los envases y/o botellas contenidos en las cajas, usualmente se llegan a colocar varios envases o botellas por cada caja teniendo un peso aproximado de entre 20 y 30 kilogramos, sin contar el peso propio de la caja. En este sentido, otro gran problema que se presenta es que las cajas que se pretenden estibar, necesitan brindar simultáneamente una resistencia superior a la carga a fin de que puedan soportar el peso de las estibas al que están sujetas, exigiendo al máximo la resistencia estructural y mecánica de dichas cajas.
Este factor es clave y trascendental, pues cuando las cajas se refuerzan para darles mayor fuerza mecánica estructural, regularmente su peso se incrementa; por ejemplo para que una caja soporte por arriba de los 300 kilogramos su peso en plástico seguramente será superior a los 2 kilogramos. Y si se utilizan elementos externos para reforzarlas, el peso de la caja será superior en función del material de refuerzo que se utilice. Esto, resulta contraproducente, pues al determinar la carga total que las cajas podrían soportar, hay que considerar también el propio peso de las cajas superiores que se estibaran sobre las que forman la base, convirtiéndose el mismo peso de la caja en una limitante para la estibación, al tener que cargar más peso del tiene que cargar por el propio contenido de la caja, es decir, envase y/o producto.
Más aún, en las cajas plásticas convencionales el golpeo frecuente a su estructura por efecto del uso de las uñas de los montacargas para su manipulación, daña a la caja en general y a corto plazo la convierte en inutilizable debido a que los impactos le generan rupturas irreparables. Además, es muy frecuente que las cajas caigan a diferentes alturas debido a su manipulación, lo cual genera su fácil ruptura y su necesario reemplazo, debido a que su estructura es relativamente frágil en vista de los fuertes y constantes impactos a los que están sometidas.
Otro factor que daña las cajas es el manejo que le dan los usuarios, ya que al ser sometida a trabajo rudo y pesado, al paso del tiempo, frecuentemente a corto plazo, las cajas tienen que ser remplazadas, debido a su baja resistencia, pues los impactos vencen la estructura de las cajas convencionales y no resisten la carga a la cual están sometidas.
De esta forma, es evidente que los daños a las cajas son frecuentes y cotidianos, lo cual resulta normalmente en el desecho de las cajas, impactando en gran medida los costos de operación de las industrias.
Este problema persiste en la industria y existe la necesidad de una caja reforzada que, debido a su estructura, pueda soportar principalmente carga superior para la estibación de las mismas ya considerando tanto el peso del envase, del producto y de la propia caja, pero que a la vez tenga un gran soporte estructural a los impactos ocasionados por golpes o caldas, logrando que la caja pueda mantener la estabilidad estructural al ser estibada, reduciendo el espacio horizontal para almacenamiento y aprovechando el espacio vertical.
En la actualidad, no existe una caja que brinde una resistencia estructural tal que soporte cargas mayores a las cajas convencionales, esto es, no existe una caja tal que su uso permita estibar más cajas que las que por práctica normal un técnico sabe que una columna estibada puede resistir sin desbalancearse y sin que las cajas inferiores que soportan toda la carga superior se venza.
Para tratar de solucionar los problemas anteriormente descritos, se han efectuado diversos intentos por proporcionar cajas mas resistentes a las cargas, por lo que existen documentos relacionados con este tipo de cajas reforzadas estructuralmente, tal como el documento US 3, 997, 074 que describe una caja rectangular abierta de la parte superior que esta formada de un material plástico y que internamente está reforzada con un reforzamiento de longitud continua, el cual se extiende sustancialmente a lo largo de las orillas superiores de las dos paredes laterales opuestas de la caja de manera, bajando adyacentes hacia las 4 orillas de las esquinas verticales de la caja, y a lo largo de las orillas de la parte inferior de las otras dos paredes laterales opuestas de la caja. Este documento indica que esta configuración del refuerzo, el cual puede ser una vara metálica de acero, tiene múltiples ventajas, como la de servir como puntales cuando las cajas se apilan una encima de otra o bien fortalecer a estructura general de la caja cuando se levanta o se maneja. Sin embargo, el peso de dichas cajas es excesivo y el costo de manufactura de las cajas puede resultar muy alto por la introducción de la varilla metálica. Además, cuando la vida útil de la caja llegue a su fin, ésta no podrá ser reciclada directamente ya que requerirá de la separación del plástico y el metal.
Asimismo, el documento US 5, 417,343 revela una caja de botellas apilable de material plástico, en la cual las paredes laterales están reforzadas por columnas verticales con huecos perfilados que se extienden hasta el borde marginal superior de las paredes laterales de la caja y junto con el borde marginal superior de un borde circunferencial de apilamiento para la reducción de la carga. El objeto de esta invención es brindar una caja de botellas que muestra máxima rigidez con la minimización óptima de peso de modo que la transferencia de carga en el apilamiento es posible sin peligro de dañar la caja. Sin embargo, la carga que puede soportar esta geometría no es muy alta y en caso de que presente algún golpe, ya sea ocasionado por el montacargas o por la caída al piso durante el manejo, se dañaría la estructura y perdería su capacidad de carga.
Así también, el documento US 4,548,320 se refiere a una caja para envases que se compone de una pluralidad de columnas verticales que se extienden desde la parte superior a la inferior de la caja, teniendo cada una un par de miembros que sobresalen hacia fuera. En la caja según la presente invención, de una manera tal que las paredes soportadas por dichos miembros contribuyen a la resistencia estructural de la caja previendo la transmisión de fuerzas de compresión directamente desde el borde superior de apilamiento a la parte inferior de la caja cuando está bajo fuerzas derivadas del apilamiento. Sin embargo, el peso de esta caja también es excesivo, incrementando por consiguiente el costo de la caja por la cantidad de material plástico necesario y por consecuencia el ciclo de moldeo sería muy alto, influyendo también considerablemente en la elevación del costo de manufactura.
Por otro lado, el documento US 6, 367,630 describe un contendor con alta resistencia especialmente adecuado para apilarse cuando está apilado con otro similar cuando está lleno y para anidarse con otro similar cuando está vacío. El contenedor incluye un receptáculo cónico que tiene paredes verticales que están cubiertas por una tapa. El receptáculo tiene un perímetro superior abruptamente ampliado unido a un perímetro inferior por una repisa horizontal, que resiste el pandeo de las paredes bajo cargas pesadas. La tapa tiene ranuras en las superficies de soporte de apilamiento en la que los miembros de refuerzo están dispuestos. Los miembros de refuerzo pueden incluir monturas aladas dispuestas en hendiduras en la tapa que están diseñadas para distribuir mejor las carqas a través del receptáculo. Sin embargo, este tipo de caja es extremadamente pesada y por lo mismo costosa y peor aun al insertar los elementos estructurales en la caja, el peso aumenta considerablemente. Dependiendo del material que se utilice para reforzar la estructura, reciclar la caja puede no llegar a ser eficiente y bastante costoso.
Más aún, en el documento US 2, 634,021 se refiere a cajas para contener productos embotellados, que están fuertemente reforzadas de una manera segura e higiénica. Las cajas según este documento cuentan con elementos de refuerzo los cuales facilitan el apilamiento mientras evitan que la caja se deforme o se rompa a pesar del uso duro al cual este tipo de cajas son sometidas. También se indica que los medios para reforzar fuertemente este tipo de cajas están dispuestos en cada una de ellas de manera tal que se evita la proyección de las paredes de la caja hacia el interior y previene que partes de dichos elementos entre en contacto con el contenido de la caja y lo dañen. Sin embargo, este tipo de diseño requiere de varias partes plásticas que después tienen que ser unidas o pegadas de cierta forma; en este caso con ribetes o remaches, lo cual hace que el proceso de manufactura sea realmente complicado y que además, complica el problema de reciclar eficientemente la caja al termino de su vida útil, dependiendo del material que se utilice para dichos ribetes o remaches.
En vista de lo anterior, persiste la necesidad de brindar una caja con alta resistencia estructural a la carga y a los impactos, que sea ligera y por lo mismo brinde un ciclo de producción más corto comparada con las cajas convencionales y que con esto disminuya el costo de producción; además que sea 100% reciclable sin ninguna separación de los materiales. Sumario de la Invención
Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar una caja plástica reforzada estructuralmente, para contener envases y/o botellas que presente alta resistencia y soporte estructural a la carga, brindando asi mayor capacidad de apilamiento, con lo que se logra un aprovechamiento óptimo del espacio vertical, reduciendo de este modo la utilización del espacio destinado para almacenamiento horizontal.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una caja plástica reforzada estructuralmente, para contener envases y/o botellas, que sea más ligera comparada con las cajas convencionales y sin que esto afecte sus propiedades mecánicas en cuanto a resistencia, rigidez y estabilidad principalmente.
Un objetivo más de la presente invención es proporcionar una caja plástica reforzada estructuralmente, para contener envases y/o botellas, que brinde mayor resistencia a los impactos ocasionados por golpes o caídas, que se producen durante la movilización o transporte de las cajas plásticas.
Otro objetivo de la presente invención es brindar una caja plástica reforzada estructuralmente, para contener envases y/o botellas que, debido a sus características estructurales y de reforzamiento pueda ser producida mediante menor cantidad de material plástico y por consiguiente lograr un ciclo más corto, a fin de optimizar su fabricación y reducir los costos.
Más aún, otro objetivo de la presente invención es brindar una caja plástica reforzada estructuralmente, para contener envases y/o botellas, que sea completamente reciclable sin ninguna separación de los diferentes materiales que componen dicha caja y con una vida útil muy superior a las cajas convencionales.
Estos y otros objetivos son alcanzados mediante la caja plástica reforzada estructuralmente según la presente invención, en la cual las características de reforzamiento se logran a partir de la inyección estratégica de un material termoplástico espumado en zonas específicas de la estructura de dicha caja.
Breve Descripción de las Figuras de la Invención La figura 1A muestra una vista en perspectiva de la caja plástica según la presente invención. La figura IB muestra una vista en perspectiva desde la superficie inferior de la caja plástica según la presente invención .
La figura 2A muestra una vista frontal de la caja plástica según la presente invención. La figura 2B muestra una vista lateral derecha de la caja plástica según la presente invención.
La figura 3A es una vista detallada de la sección de las columnas de la caja plástica según la presente invención, en donde se muestra el espacio estratégico de la estructura de la caja que será inyectado con material termoplástico espumado. La figura 3B es una vista detallada de la sección de las columnas de la caja plástica según la presente invención, que muestra la misma columna después de inyectar el material termoplástico espumado.
La figura 4 es una vista detallada la parte superior de una de las columnas de la caja plástica reforzada estructuralmente según la presente invención, donde se muestra el orificio para facilitar la salida de aire y gases al momento de inyectar el material termoplástico espumado.
La figura 5 ilustra el apilamiento de las cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención.
La figura 6A muestra el efecto de la fuerza de carga sobre la estructura apilada que forman las cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención, cuando son estibadas. La Figura 6B muestra las zonas en donde se presenta la resistencia estructural efecto de la inyección estratégica del material termoplástico espumado cuando se apilan las cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención. Descripción Detallada de la Invención
La presente invención se refiere a una caja plástica reforzada estructuralmente para contener envases y/o botellas que presenta alta resistencia y soporte estructural a la carga, brindando asi mayor capacidad de apilamiento, con lo que se logra un aprovechamiento óptimo del espacio vertical. A su vez, la caja plástica reforzada estructuralmente resulta ser más ligera comparada con las cajas convencionales sin que esto afecte sus propiedades mecánicas y se produce mediante menor cantidad de material plástico y por consiguiente se logra un ciclo más corto, a fin de optimizar su fabricación y reducir los costos.
Según la presente invención, la caja plástica como se muestra en la figura 1A, está hecha por un proceso de inyección de plásticos. Dicha caja plástica comprende paredes laterales paralelas largas (1), paredes laterales paralelas cortas (2), asi como una base (3) y una superficie abierta (4) y un compartimiento que presenta elementos de separación por medio de paredes cruzadas (5) el cual se encuentra entre dichas paredes laterales paralelas (1) y (2) que sirve para contener una pluralidad de envases y/o botellas. Asimismo la figura IB muestra una vista en perspectiva desde la superficie inferior de la caja plástica según la presente.
Las paredes laterales paralelas largas (1) , como se muestra en la figura 2A, presentan al menos un hueco rectangular horizontal (6) en su parte superior central y huecos rectangulares verticales a lo largo de su estructura, así como huecos a los extremos (7) y por debajo del al menos un hueco rectangular horizontal
(8) . Las paredes laterales paralelas cortas (2), como se muestra en la figura 2B, presentan también, un hueco rectangular horizontal (9) en su parte superior central y huecos rectangulares verticales en los extremos de su estructura (7) así como al menos un hueco rectangular horizontal (8) debajo del hueco rectangular horizontal
(9) .
Las paredes laterales paralelas largas (1) se encuentran conectadas con las paredes laterales paralelas cortas (2) por medio de columnas (10) que se proyectan en cada una de las esquinas de la base (3) , dichas columnas (10) presentan un hueco en la parte inferior y un orificio (11) en la parte superior.
En las figuras 3A y 3B, de acuerdo con la presente invención, dichas columnas (10) se inyectan con un material termoplástico espumado (12), que se compone regularmente por una poliolefina como por ejemplo PE (polietileno) y un agente espumante, lo cual le brinda mayor resistencia a la estructura de la caja. Asimismo la figura 3A muestra el hueco de las columnas (10) de la caja plástica que será inyectado con el material termoplástico espumado (12), específicamente en la figura 3B se muestra la misma columna (10) después de inyectar el material termoplástico espumado (12). Cada una de las columnas (10) huecas de la caja presenta un volumen el cual se inyecta con el material termoplástico espumado (12).
En este sentido, cuando el material termoplástico espumado (12) se inyecta en los huecos formados en las columnas (10), el aire y los gases de proceso presentes, son expulsados a través del orificio (11) que se localiza en la parte superior de dichas columnas (10) tal como se muestra en la Figura 4.
La caja plástica, una vez que ha sido reforzada a partir de la inyección del material termoplástico espumado (12) obtiene una alta resistencia y soporte estructural a la carga, la cual es superior a los 500 kilogramos permitiendo asi una mayor capacidad de apilamiento, es decir, de 4 a 5 estibas de altura logrando un aprovechamiento óptimo del espacio vertical aportando un ahorro en el espacio de almacén. La figura 5 muestra un ejemplo del apilamiento de 2 cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención y la figura 6A muestra el efecto de la fuerza de carga sobre la estructura apilada (13) que forman las cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención cuando son estibadas. Cuando las cajas plásticas están apiladas, las columnas (10) reforzadas con el material termoplástico espumado (12) forman una columna estructural de soporte que permite el apilamiento, brindando gran resistencia a la carga a la estructura integral que se forma, esto se puede apreciar en la figura 6B donde se muestra un corte transversal de la columna estructural (14) formada a partir de las columnas (10) de las cajas plásticas reforzadas estructuralmente según la presente invención .
En el estado del arte se han descrito cajas plásticas convencionales las cuales tienen un peso superior a los 2000 gramos. Por otro lado, la caja plástica de la presente invención tiene un peso aproximado de 1400 gramos sin la inyección del material termoplástico espumado (12), una vez inyectado dicho material, la caja plástica reforzada estructuralmente aumenta en peso aproximadamente a 1600 gramos Al reducir el peso en comparación con las cajas convencionales se obtiene una estructura más ligera, sin que esto afecte sus propiedades mecánicas en cuanto a resistencia, rigidez y estabilidad principalmente, a su vez la caja plástica de la presente invención resulta fácil de manipular por los usuarios y por los múltiples medios de transportación y almacenamiento.
En este sentido, a fin de optimizar su fabricación, la caja plástica estructuralmente reforzada, puede ser producida con menos materia prima y por lo tanto se logra un ciclo más corto en comparación con las cajas tradicionales; mientras que las cajas tradicionales se producen en un ciclo de entre 40 a 50 segundos, la caja plástica reforzada estructuralmente se produce en un ciclo de entre 30 y 35 segundos. Con ello, se reduce el costo a través de la reducción del tiempo de moldeo, lo que permite obtener una tasa de producción mayor.
Más aún, las mejoras hechas en la caja plástica reforzada estructuralmente de la presente invención, le brindan mayor resistencia a los impactos ocasionados por golpes o caídas y en general a la manipulación ruda e intensa de éstas; por lo tanto, existe un aumento de la seguridad del almacenamiento ya que, por ejemplo, si un montacargas llega a golpear la estructura de la caja, ésta no se rompe a diferencia de las cajas convencionales evitando asi, los accidentes que con ello se pueden generar.
Por otra parte, la caja plástica reforzada estructuralmente de la presente invención, obtiene una vida útil más larga en comparación con las cajas convencionales y al final de ésta, se puede reciclar sin necesidad de separar los materiales.
A su vez, la caja plástica reforzada estructuralmente de la presente invención, tiene una mayor sustentabilidad debido al uso de mayores porcentajes de reciclaje reduciendo con esto el impacto ecológico que ocasiona desechar estas cajas.
Ej emplo
A fin de comprobar las ventajas que presenta la caja plástica reforzada estructuralmente inyectada estratégicamente con material termoplástico espumado (12) según la presente invención, ésta fue sometida a pruebas mecánicas de esfuerzos a compresión permitiendo comprobar el efecto y el cambio en sus propiedades que se produce al inyectar el material termoplástico espumado (12) que se compone de PE (polietileno) y un de agente espumante.
Se realizaron pruebas de resistencia estructural y comportamiento mecánico para demostrar las ventajas de la caja plástica reforzada estructuralmente según la presente invención: se tomaron dos cajas, como la descrita en las figuras de esta invención, una sin material termoplástico espumado y otra con el material termoplástico espumado (12) ya inyectado.
En la primera prueba, se colocó una sola caja sin material termoplástico espumado en un equipo de laboratorio para compresión y se aplicó carga hasta que colapso la caja; el resultado obtenido fue de 23,100 Newtons. Por otra parte, se colocó ahora una sola caja plástica reforzada estructuralmente que fue inyectada estratégicamente en las columnas con el material termoplástico espumado (12), como la que se describe en la presente invención, y de igual forma fue sometida a un esfuerzo de compresión hasta que colapso; obteniendo un resultado de 27,200 Newtons. Como se observa la inyección estratégica de la espuma termoplástica en las columnas de la caja logró incrementar en 17.75% la capacidad de carga de la caja.
En una segunda prueba, se colocaron dos cajas sin material termoplástico espumado, una sobre de otra, en el mismo equipo de laboratorio para compresión; se aplicó una carga hasta que colapso la primera caja, (que en este caso fue la que se encontraba en la posición superior), con un resultado de 20,100 Newtons. Posteriormente se colocaron dos cajas reforzadas estructuralmente con la inyección de espuma termoplástica en las columnas según la presente invención, una sobre otra, y se aplicó una carga hasta que colapso la primera caja, (que en este caso también fue la que se encontraba en la posición superior) , con un resultado de 24,300 Newtons. Como se observa en esta segunda prueba, la inyección estratégica de espuma termoplástica en las columnas de la caja logró incrementar en 20.9% la capacidad de carga de las cajas.
Con estas pruebas de laboratorio se puede concluir que en el trabajo cotidiano, al estibar varios niveles de cajas según la presente invención con producto por pallet y varios pallets con cajas, uno encima de otro, la distribución de la carga permitirá lograr torres de cuatro o cinco niveles de pallets con cajas según la presente invención y producto. Como referencia, las cajas convencionales se estiban sólo a 2.5 a 3.0 niveles .
Por lo tanto, se logran los objetivos planteados para esta invención al tener una caja de plástico inyectada que al ser reforzada estructuralmente con espuma termoplástica en las columnas se logran estibas más altas, para aprovechar al máximo los espacios de los almacenes; con un peso de la caja menos y con un ciclo de producción menor, logrando con eso una reducción importante en el costo de manufactura.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Una caja plástica reforzada estructuralmente fabricada mediante inyección de plástico, caracterizada porque comprende paredes laterales paralelas largas (1), paredes laterales paralelas cortas (2), asi como una base (3), una superficie abierta (4) y un compartimiento que presenta elementos de separación por medio de paredes cruzadas (5) el cual se encuentra entre dichas paredes laterales paralelas (1) y (2) que sirve para contener una pluralidad de envases y/o botellas, en donde las columnas (10) se inyectan con un material termoplástico espumado (12) en los huecos por la parte inferior de dichas columnas (10) brindando a la estructura integral de la caja alta resistencia ( 13 ) y capacidad superior de soporte a la carga (14).
2. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoplástico espumado (12) se compone de una poliolefina tal como el PE (polietileno) y un agente espumante .
3. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada porque el reforzamiento estructural estratégico que le brinda la inyección del material termoplástico hace que la caja sea susceptible de brindar mayor capacidad de apilamiento, con lo cual se logra un aprovechamiento óptimo del espacio vertical en los almacenes.
4. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada porque resulta ser mucho más ligera comparada con las cajas convencionales e incluso contra otras cajas reforzadas convencionalmente, sin que esto afecte sus propiedades sobre resistencia estructural y mecánica de dichas cajas .
5. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada además porque el reforzamiento estructural estratégico que le brinda la inyección del material termoplástico hace que la caja tenga mucha mayor resistencia a los impactos ocasionados por golpes o caídas que se producen durante la movilización o transporte de éstas, logrando brindarle a la caja una vida útil muy superior a las cajas convencionales.
6. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada porque para su producción se requiere menor cantidad de material plástico y por consiguiente se logra un ciclo más corto, a fin de optimizar su fabricación y reducir los costos .
7. La caja plástica reforzada estructuralmente según la reivindicación 1, caracterizada porque es completa y fácilmente reciclable pues no hay necesidad de separar los diferentes materiales que la componen.
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