ES2215646T3 - Dispositivo para gofrar y satinar hojas de embalaje. - Google Patents
Dispositivo para gofrar y satinar hojas de embalaje.Info
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Abstract
Dispositivo para gofrar y satinar hojas de embalaje con al menos un primer y un segundo rodillos de gofrado, entre los cuales se hace pasar bajo presión el material plano para obtener un patrón de dibujo en el mismo, montándose posteriormente al rodillo de gofrado (3) al menos otro rodillo de gofrado (4) que interactúa con el primer (2) o con el anterior (3) rodillo de gofrado, entre los cuales puede hacerse pasar la hoja (6) ya decorada para mantener básicamente el mismo patrón mediante un gofrado posterior, presentando todos los rodillo de gofrado el mismo dentado (8, 16) y encontrándose, en estado estabilizado, un diente (8, 16) entre cuatro dientes adyacentes.
Description
Dispositivo para gofrar y satinar hojas de
embalaje.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para gofrar y satinar hojas de embalaje.
Por el documento
EP-A-498 623, por ejemplo, se conoce
un dispositivo con tres rodillos en el que el material plano es un
material con contenido fibroso, como el papel, al que se da volumen
tras el procedimiento. En este dispositivo se emplean parajes de
rodillos de acero y caucho, adaptándose salientes del rodillo de
acero a las correspondientes cavidades del rodillo de caucho.
También se prevé el empleo de dos parejas de rodillos iguales o
similares. Este tipo de pareja de rodillos provistos de cavidades
en un rodillo de caucho no resultan adecuados para llevar a cabo un
gofrado o satinado de precisión como se requiere, por ejemplo, en
el tratamiento de hojas de embalaje.
El documento
US-A-4 280 978 presenta un
dispositivo de gofrado y perforación con un rodillo de gofrado y
dos contrarodillos, en el que los contrarodillos presentan
cavidades en las que se ajustan las puntas de los rodillos de
gofrado. Tampoco este dispositivo resulta adecuado para un gofrado y
satinado de precisión.
Por otro lado se conocen los documentos
US-A-5 007 271 o
US-A-5 598 774, del mismo
solicitante, que presentan dispositivos de gofrado para material
plano. Aquí debe entenderse por material plano especialmente bandas
o cintas recubiertas por un lado con metal, en general aluminio, y
cuyo soporte está compuesto por papel u otro material con contenido
fibroso, o bien hojas, por ejemplo, de plástico, metal o materiales
compuestos.
Los dispositivos de gofrado mencionados
anteriormente se emplean entre otros en la industria del embalaje
para satinar materiales de embalaje, pudiéndose a la vez gofrar
logotipos, textos o similares. Por satinar se entiende, en este
caso, dotar a la superficie con una trama del orden de los
milímetros y submilímetros. Este tipo de material de embalaje en
cintas o en hojas se emplea, por ejemplo, en el embalaje de tabaco,
cigarrillos, productos alimenticios, chocolate, chicles y
similares.
Estos últimos dispositivos han demostrado y
demuestran su eficacia en caso de que las hojas a satinar, en
especial hojas de embalaje, están formuladas mayoritariamente por
aluminio o por un papel fácil de plegar. Estos materiales de
embalaje, por ejemplo, en la fabricación de paquetes de cigarrillos,
cumplen la función de agrupar durante el proceso de producción un
determinado número de cigarrillos para introducirlos a continuación
en una cajetilla.
Para poder cumplir las normativas de respeto
medioambiental, cada vez más restrictivas, se perfeccionó el
material a gofrar, de tal modo que los medios a gofrar, entre otros
papel metalizado, presentan, a la vez que una reducción del grosor
de la capa metalizada, un deshilachado tan rígido que el
comportamiento de plegado se ha visto considerablemente
afectado.
En el empleo de los dispositivos mencionados,
debe tenerse en cuenta que para una deshilachado reforzado del
papel a satinar los nervios del papel no se rompen suficientemente
en un proceso convencional de gofrado, y debe preverse, tras el
proceso de plegado, el llamada efecto de memoria, por el que las
partes plegadas se vuelven a doblar parcialmente en dirección a su
estado inicial. La introducción de las unidades de cajetilla de
cigarrillos envueltas en los nuevos materiales de embalaje se ve
así afectada negativamente o parcialmente imposibilitada. El efecto
arriba mencionado se acentúa considerablemente en caso de que el
papel a gofrar pierda humedad por efecto de un almacenamiento
inadecuado, aumentando así aún más la tenacidad de las fibras de
papel. Esto puede remediarse mediante un tratamiento térmico y una
humidificación precisa de los soportes antes de su plegado o
gofrado, pero esto no resulta ventajoso para el embalaje de
productos comestibles, chicles, cigarrillos o similares por
cuestiones higiénicas. En cambio, en determinados casos resulta
ventajoso un satinado posterior del papel ya satinado por medio de
un rodillo.
Para, poder tratar a pesar de ello, medios de
plegado difícil, la presión de apriete de los rodillos de gofrado
empleados en los documentos arriba mencionados se aumenta
considerablemente respecto a los medios estándar empleados con
anterioridad. Esto, sin embargo, conlleva que la vida útil de los
rodillos de gofrado se vea considerablemente reducida, lo que,
además de comportar costes por recambios, obliga a interrumpir la
producción para llevar a cabo las tareas de reemplazo necesarias,
lo cual reduce el rendimiento y, por tanto, la rentabilidad de la
producción.
Paralelamente a esto, ha resultado que en los
controles de calidad de entrada del usuario final se restringe en
un grado muy elevado la banda de tolerancia de calidad de los
medios suministrados por los fabricantes de papel. El motivo de
esto es que mediante una tolerancia demasiado alta del grosor se
debía aumentar de nuevo considerablemente la presión de gofrado, es
decir, la presión de apriete del contrarrodillo sobre el rodillo
accionado, para llevar a cabo un gofrado lo suficientemente intenso
en cada caso. A consecuencia de este aumento de los requisitos de
calidad se restringió fuertemente el número de posibles compañías
suministradoras, con lo que éstas debieron invertir en costes y
esfuerzo para la producción del papel.
El objetivo de la presente invención respecto a
este estado conocido de la técnica actual consiste en mejorar la
calidad del gofrado y del satinado así como el comportamiento de
plegado de las hojas tratadas, sin aumentar la presión de gofrado
y, con ella, el desgaste de los rodillos de gofrado. Este objetivo
se consigue con el dispositivo según la reivindicación 1.
Según la solución mostrada en la reivindicación
1, se ha mostrado de forma sorprendente que, por un lado,
disponiendo al menos un rodillo de gofrado adicional para un
gofrado posterior del material, se consigue una reducción
considerable de las fuerzas de apriete, por ejemplo, su reducción a
la mitad, y que, por otro lado, mediante el empleo de una
disposición de dientes según la reivindicación 1 se consiguen
también una mejora considerable tanto de las propiedades ópticas
del material gofrado como de sus propiedades de plegado.
Otras configuraciones y mejoras del dispositivo
según la invención se describen en las subreivindicaciones.
La invención se describe a continuación con mayor
detalle a partir de las figuras de ejemplos de realización de la
misma.
La figura 1 muestra esquemáticamente y en
perspectiva una primera forma de realización de la invención,
La figura 2 muestra esquemáticamente y en sección
el dispositivo de la figura 1 con el soporte a gofrar,
La figura 3 muestra el dispositivo de la figura 1
con algunas secciones en detalle,
La figura 4 muestra un segundo ejemplo de
realización del dispositivo según la invención con un engranaje de
sincronización,
La figura 5 muestra una sección del dispositivo
de la figura 4 con el soporte a gofrar,
La figura 6 muestra el dispositivo de la figura 4
con algunas secciones del dentado en detalle,
La figura 7 muestra el dispositivo de la figura 4
con unas secciones del dentado distintas en detalle.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de
realización de un dispositivo 1 con los componentes básicos de la
invención, un primer rodillo de gofrado 2 que interacciona con un
segundo rodillo de gofrado 3 y un rodillo 4 posterior, estando
accionado el primer rodillo 2 mediante un accionamiento 5, mientras
que los otros dos rodillos 3 y 4, los contrarrodillos, no están
accionados ni sincronizados con el rodillo accionado por medio de
elementos de sincronización, como ruedas dentadas, sino que están
accionados mediante el medio 6 (ver figura 2).
Como se indica en la figura 2, el soporte a
gofrar, por ejemplo, un papel metalizado con una fina capa de 0,006
mm, discurre en dirección vertical, es decir, en las figuras, de
arriba abajo.
En las figuras 1 y 2 se representan los rodillos
de gofrado con superficies lisas para indicar que pueden
incorporarse estructuras distintas. Una estructura ventajosa
consiste en un dentado según el primer documento mencionado
US-A-5 007 271 o la realización
mejorada según el documento de patente europea
EP-A-0925911 (publicado el
30/06/99).
Resulta importante en este gofrado posterior, que
no consiste en un gofrado complementario, y en el cual dos patrones
de dibujo distintos y consecutivos se gofran dando lugar a un único
patrón de dibujo, que todos los rodillos de gofrado presenten
dentados del mismo tipo con las mismas dimensiones, de modo que en
caso de posicionamiento estable opuesto, cada diente de cada
rodillo contacte de forma simétrica entre cuatro dientes del rodillo
opuesto.
La obtención de textos, logotipos y similares, en
adelante designados patrones, se lleva a cabo eliminando o
acortando los dientes en los puntos deseados. En este caso, estos
grabados pueden disponerse sólo sobre uno de los rodillos, por
ejemplo, el rodillo accionado, o sobre distintos rodillos. Las
grabados se realizan de forma idéntica o variable sobre los
contrarrodillos, pudiendo ser el patrón sobre el primer
contrarrodillo ligeramente más extendido superficialmente que el
del(de los) siguiente(s) rodillo(s) para
realizar los contornos más marcados con el rodillo posterior.
El empleo de dentados del mismo tipo en todos los
rodillos de gofrado interaccionantes para el gofrado posterior, no
sólo es válido para dientes piramidales dispuestos paralelamente y
de forma ortogonal al eje longitudinal, sino para todo tipo de
dientes en las disposiciones más variadas.
En las figuras 1 y 2 se indica que los dos
contrarrodilos 3 y 4 están engranados con el rodillo 2 accionado,
aunque éste no tiene por qué ser necesariamente el caso. Puede
también pensarse que el segundo o siguientes contrarrodillos esté
engranado o pueda engranarse únicamente con el primer o anterior
contrarrodillo. Además, puede resultar ventajoso prever para
determinadas aplicaciones más de tres rodillos de gofrado en total,
los cuales presentarán entonces un dentado similar. Además, tanto
el diámetro como la longitud de los rodillos individuales pueden
ser distintos. Además de los rodillos de gofrado, pueden
introducirse rodillos blandos.
Mientras que el rodillo 2 accionado está montado
fijo, al menos uno de los dos contrarrodillos está montado con
rueda libre y del modo descrito en la patente americana
US-5 598 784. De ello se desprende que los ejes de
los rodillos de gofrado son orientables tanto en dirección
longitudinal como/o en la dirección de apriete y/o en la dirección
de avance del material. Esto facilita el ajuste de los rodillos
para un engrane preciso de los dientes entre sí y, con ello, un
perfecto tratamiento del material, sin que el mismo se arrugue. Esto
se describe también en la solicitud de patente europea mencionada
EP-A-0925911.
El resto de detalles acerca del accionamiento de
la máquina, así como los detalles constructivos, pueden encontrarse
en el documento ya mencionado US-A-5
598 774, discurriendo en el presente ejemplo el material en
dirección vertical. En la figura 1 se han dibujado esquemáticamente
los soportes, y los dos yugos 7 correspondientes, que alojan los
dos cojinetes. Con ello se indica también que montaje de los ejes
de rodillo puede realizarse individualmente, por grupos o de forma
conjunta.
Gracias al empleo de rodillos subsiguientes y a
la reducción de la presión de apriete, se elimina completamente la
necesidad de prever una costosa compensación de flexión para los
rodillos de gofrado.
La figura 3 es la misma que la figura 1, y las
mismas piezas se designan con los mismos números. En la figura 3 se
indica un dentado específico en el que los dientes 8 individuales
están constituidos, igual que en los puntos arriba mencionados, como
puntas piramidales, aunque las caras de las pirámides no son
paralelas, es decir perpendiculares al eje longitudinal de los
rodillos de gofrado, sino en un ángulo \alpha deseado respecto al
mismo, el cual puede ser, por ejemplo, de 45º.
El dispositivo según las figuras 1 a 3 resulta
especialmente adecuado para el caso en el que el grabado se
encuentra en el rodillo 2 accionado y en el que los dos
contrarrodillos presentan sólo los dentados sin grabado. Además,
este dispositivo puede emplearse de forma preferente en el caso en
que el material no se deforme o se deforme muy poco entre los dos
contrarrodillos para evitar así el desdibujamiento de los
perfiles.
En caso de que, por un lado, se prevea disponer
el grabado tanto sobre un rodillo de gofrado, por ejemplo, el
rodillo accionado, como sobre uno o los dos contrarrodillos y/o
exista el peligro de que el papel se deforme fuertemente entre los
dos contrarrodillos, resulta ventajoso, y a veces inevitable,
sincronizar permanentemente los rodillos entre sí. En el segundo
ejemplo de realización según las figuras 4-7, en el
dispositivo 9 se sincronizan el rodillo accionado 10, el primer
contrarrodillo 11 y el segundo contrarrodillo 12 entre sí mediante
las ruedas dentadas 13, 14 y 15. Las ruedas dentadas representan de
forma general elementos de sincronización que pueden incluir otros
elementos de sincronización como componentes electrónicos y
similares.
La sincronización permite un gofrado preciso para
los casos complejos mencionados arriba. También aquí, se pregofra
el material a gofrar con el primer contrarrodillo, y a
continuación, mediante el segundo contrarrodillo, se lleva a cabo el
gofrado posterior para neutralizar en su mayor parte la tensión
residual que permanece en el soporte. Esto significa que en caso de
disponerse grabados tanto en el primer contrarrodillo como en los
contrarrodillos siguientes, los contornos del primer contrarrodillo
pueden disponerse superficialmente un poco más detallados que los
que se encuentran en los contrarrodillos posteriores, para obtener
así un mejor contorno.
El rodamiento de los ejes de los rodillos, el
contacto de los contrarrodillos con el rodillo accionado o con los
rodillos anteriores, así como la disposición de los grabados no
varían respecto al ejemplo anterior, pero gracias a la
sincronización se dan otras posibilidades de aplicación. Uno o dos
de los contrarrodillos, o todos o algunos de ellos, pueden presentar
una grabadura inversa respecto al rodillo accionado, es decir que
el rodillo accionado puede presentar un grabado positiva (negativa)
y el contrarrodillo o contrarrodillos una grabadura negativa
(positiva).
Los rodillos de gofrado tampoco deben presentar
aquí forzosamente el mismo diámetro y la misma longitud, pero a
diferencia del primer ejemplo, los diámetros de los rodillos deben
encontrarse, si no son iguales, en una relación de múltiplos
enteros en caso de que la sincronización se lleve a cabo mediante
ruedas dentadas, mientras que la longitud puede ser individualmente
distinta.
En la figura 6 se indica el mismo dentado de los
rodillos que en la figura 3.
En la figura 7 se indica un dentado con dientes
16 que consisten en pirámides de base rómbica y caras paralelas o
con la inclinación deseada respecto al eje longitudinal de los
rodillos. Los dientes pueden también consistir en cuerpos
troncocónicos.
En la solicitud de patente europea no publicada
EP-A-0925911, del mismo solicitante
al que se hace referencia explícita, se indica un dispositivo de
gofrado en el que al menos uno de los rodillos de gofrado está
contenido en una unidad intercambiable, de modo que puede disponerse
en una determinada posición del armazón de soporte.
En el presente dispositivo con, al menos, tres
rodillos de gofrado resulta especialmente ventajoso disponer los
rodillos en unidades intercambiables individualmente o por grupos,
ya que así surte efecto la racionalización y el respeto al medio
ambiente.
De lo explicado anteriormente se desprende que el
dispositivo según la invención presenta muchas ventajas:
1. Permite romper de forma óptima las fibras de
papel y neutralizar en su mayor parte el efecto de memoria del
mismo. Esto se hace posible por el hecho de que los rodillos de
gofrado dispuestos consecutivamente se encuentran dispuestos de un
modo preciso durante el funcionamiento. Gracias a esto puede
conseguirse que puedan grofrarse posteriormente patrones disponibles
incluso en satinados de alta precisión sin interferencias
ópticas.
2. Gracias al mejor comportamiento de plegado de
las hojas de embalaje que rodean el producto, la unidad de embalaje
previamente plegadas pueden introducirse sin problemas en las
cajetillas.
3. Reducción de los rechazos de producción, y por
tanto mejora de la eficiencia de la máquina de embalaje.
4. Aumento del rendimiento de producción de la
máquina de embalaje mediante un ritmo de producción más elevado,
posible gracias a las mejores propiedades de embalaje y
funcionamiento.
5. Reducción del desgaste de los rodillos de
gofrado, y consecuente reducción de los costes de recambio y de los
tiempos de parada de la máquina.
6. Se aumenta la banda de tolerancia de calidad
para el control de entrada del papel, para poder así tener en
cuenta a un mayor número de suministradores.
7. La contribución a una producción respetuosa
con el medio ambiente se basa en una mayor duración de los rodillos
de gofrado, un menor rechazo de producción y menores tiempos de
parada de la máquina.
8. Mediante una construcción adecuada, el cambio
de un rodillo de gofrado por otro, y en concreto el tiempo de
recambio de los rodillos de gofrado y, con ello, los tiempos de
parada de la máquina de embalaje se reducen.
9. Un proceso de producción que permite
neutralizar en su mayor parte el arrollamiento del soporte de
gofrado tras el primer satinado del papel. En la presente invención,
esto se consigue grofrando con posterioridad el patrón.
10. El dispositivo permite diseñar una máquina de
gofrar que cuenta con una construcción de rodillos de gofrado que
no requiere compensación de flexión de los rodillos.
Claims (15)
1. Dispositivo para gofrar y satinar hojas de
embalaje con al menos un primer y un segundo rodillos de gofrado,
entre los cuales se hace pasar bajo presión el material plano para
obtener un patrón de dibujo en el mismo, montándose posteriormente
al rodillo de gofrado (3) al menos otro rodillo de gofrado (4) que
interactúa con el primer (2) o con el anterior (3) rodillo de
gofrado, entre los cuales puede hacerse pasar la hoja (6) ya
decorada para mantener básicamente el mismo patrón mediante un
gofrado posterior, presentando todos los rodillo de gofrado el
mismo dentado (8, 16) y encontrándose, en estado estabilizado, un
diente (8, 16) entre cuatro dientes adyacentes.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los rodillos de gofrado están
sincronizados entre sí mediante elementos de sincronización (13, 14,
15).
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque al menos uno de los rodillos de gofrado
(3, 4) no accionados está montado de tal modo que es orientable en
la dirección longitudinal del eje y/o en la dirección de compresión
y/o en la dirección de avance del material (6) a gofrar.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque los rodillos de gofrado no
accionados están montados orientables individualmente o por grupos
o conjuntamente.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque el grabado se encuentra sobre el
rodillo de gofrado (2) accionado.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque el grabado se encuentra sobre
los rodillos de gofrado (3, 4) no accionados.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque la presión de gofrado se ajusta y varía
de forma distinta en todos los rodillos de gofrado no accionados de
forma homogénea o individualmente sobre cada rodillo, por grupos o
de forma conjunta.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 7, caracterizado porque sobre uno o varios de los
rodillos de gofrado no accionados se encuentra un grabado inverso
al grabado del rodillo accionado.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque cada rodillo no accionado presenta el
grabado inverso al del rodillo anterior.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizado porque sobre uno o varios de los
rodillos de gofrado no accionados se encuentra un grabado similar a
la del rodillo accionado, el cual es superficialmente igual o bien
más detallado que la del rodillo accionado.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 10 para rodillos de gofrado no sincronizados,
caracterizado porque los rodillos de gofrado presentan
diámetros y/o longitudes iguales o distintos.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 10 para rodillos de gofrado sincronizados, caracterizado
porque los rodillos de gofrado presentan diámetros iguales o
diámetros con una relación entre sí de números enteros, y presentan
longitudes iguales o distintas.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 12, caracterizado porque los rodillos no accionados
pueden engranarse individualmente, por grupos o todos entre sí con
el rodillo de gofrado accionado.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 13, caracterizado porque al menos uno de los rodillos de
gofrado está contenido en una unidad intercambiable que puede
colocarse en el armazón de apoyo.
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque los rodillos de gofrado están
dispuestos individualmente, por grupos o conjuntamente en una unidad
intercambiable.
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