ES2340652B1 - Aparato y metodo para sellar bordes de agujeros en placas de carton corrugado. - Google Patents

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    • B65D81/261Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants with provision for draining away, or absorbing, or removing by ventilation, fluids, e.g. exuded by contents; Applications of corrosion inhibitors or desiccators for draining or collecting liquids without absorbing them

Abstract

Aparato y método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado.
El cartón corrugado comprende dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores. Cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos. El método comprende los pasos de inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado (P) por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A), y luego presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada. El aparato comprende medios de inyección de cola en conexión con una boquilla (12) y medios de presión configurados para implementar el método.

Description

Aparato y método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado.
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un aparato y un método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado con el fin de impedir el acceso de líquidos y suciedad a las estructuras internas del cartón corrugado expuestas en los bordes de los agujeros. La invención es útil en general en el campo de las plantillas de cartón corrugado previstas para formar cajas de cartón, y más en particular plantillas de cartón corrugado resistente a los líquidos previstas para formar cajas de cartón para contener productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales.
Antecedentes de la invención
El cartón corrugado es un material en forma de lámina formado por dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado, la cual forma una estructura que define unos canales internos entre dichas dos capas exteriores. El cartón corrugado exhibe unas excelentes cualidades de aislamiento térmico y resistencia en relación con el peso que lo hacen muy apropiado como material de embalaje. Además, el cartón corrugado es fácilmente reciclable y respetuoso con el medio ambiente. Son bien conocidas y profusamente utilizadas cajas de cartón corrugado para contener todo tipo de productos, las cuales son obtenidas por plegado a partir de una plantilla plana de cartón corrugado. Se conoce someter el cartón corrugado a un tratamiento para hacerlo resistencia a los líquidos, y recientemente se está generalizando el uso de cajas de cartón corrugado tratado, provistas de agujeros de drenaje, para contener productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales. Sin embargo, cuando el cartón corrugado es cortado, por ejemplo para formar una plantilla, la mencionada estructura interna y unas aberturas a dichos canales quedan expuestas en los bordes cortados de la placa de cartón corrugado y en los bordes de los agujeros de drenaje, y existe el riesgo de que los líquidos puedan penetrar en la estructura interna del cartón corrugado por dichas aberturas expuestas en los bordes cortados y bordes de los agujeros.
Las patentes JP-A-2005014989 y US-A-3937390 describen sendas cajas de cartón corrugado tratado previstas para contener pescado y dotadas de agujeros de drenaje en una pared de fondo o en paredes laterales junto al fondo. Sin embargo, no describen ni sugieren una solución al problema del acceso de los líquidos a la estructura interna del cartón corrugado por las aberturas expuestas en los bordes de los agujeros de drenaje.
La patente EP-A-0636555 da a conocer una caja de cartón corrugado tratado para contener pescado, la cual está provista de varios agujeros de drenaje en una pared de fondo, y donde el borde de cada agujero de drenaje está recubierto por un complemento de un material plástico. El complemento está formado por una pieza interior y una pieza exterior, acopladas por enchufe a presión. La pieza interior tiene un manguito insertado ajustadamente en el agujero y una corona que se extiende por la superficie interna de la pared de fondo en una región alrededor del agujero. La pieza exterior sobresale exteriormente de la pared de fondo y tiene una pluralidad de conductos radiales en comunicación con el conducto central del manguito y con el exterior. Un inconveniente de este complemento es que la mencionada corona de la pieza interior, la cual está dispuesta en la región alrededor del agujero, forma un resalto que impide un drenaje eficiente y completo de los líquidos hacia el conducto central del manguito. Otro inconveniente es de orden económico, puesto que la provisión e instalación de una pieza interior y otra pieza exterior para cada agujero es cara y compleja. Además, las piezas de plástico unidas a la caja complican o impiden el reciclaje del cartón corrugado.
La patente GB-A-2344786 describe un procedimiento para cerrar los bordes lineales de una placa de cartón corrugado mediante una cinta. La cinta está doblada en forma de U, con una porción central aplicada al borde lineal de la placa y unas porciones laterales aplicadas y adheridas a unas regiones de las caras exteriores de la placa adyacentes al borde lineal. Sin embargo, este documento no describe cómo cerrar bordes curvos o el borde de un agujero redondo con una cinta doblada en forma de U, puesto que tal cosa es geométricamente imposible a no ser que se efectúen cortes o dobleces en la cinta que pueden comprometer la estanqueidad.
Las patentes US-A-3635451 y US-A-3711352 describen placas de cartón corrugado con al menos un borde lineal cerrado a partir de operaciones efectuadas en el propio material y con la cooperación de un adhesivo, siendo dichas operaciones inviables en la práctica para cerrar el borde de un agujero.
La patente US-A-5162061 da a conocer un dispositivo para introducir un líquido al interior de los canales internos de una placa de cartón corrugado por las aberturas a dichos canales expuestas en un borde cortado de la placa mediante un proceso continuo. La placa es desplazada en posición vertical por debajo de una boquilla de aplicación de líquido para recibir el líquido por las aberturas expuestas en el borde superior. El líquido impregna las capas del cartón corrugado, y el líquido sobrante es drenado por las aberturas a los canales expuestas en el borde inferior. Este dispositivo tiene por objeto impregnar el cartón corrugado para mejorar sus prestaciones sin deteriorar su apariencia externa, pero no sirve para sellar los bordes cortados de la placa de cartón corrugado.
Exposición de la invención
La presente invención aporta un método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, donde dicho cartón corrugado comprende dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado comprende al menos un agujero pasante que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos. El método de la presente invención comprende los pasos de inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado por las mencionadas aberturas en el borde del agujero, y a continuación presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado la una contra la otra en una región alrededor de dicho agujero con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada.
Para la implementación de este método, la presente invención también aporta un aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, que comprende unos medios de inyección de cola en conexión con una boquilla, la cual está adaptada para ser posicionada e insertada en dicho agujero de la placa cartón corrugado para inyectar una cantidad de cola al interior de los canales internos por las aberturas en el borde del agujero, y unos medios de presión configurados para presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado la una contra la otra en dicha región alrededor del agujero con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior
ondulada.
Dependiendo del tipo de cola utilizada, ésta debe ser aplicada en caliente para conferirle una fluidez adecuada, y la fuerza adhesiva de la cola no se manifiesta hasta que la misma se ha enfriado parcialmente. Cuando se utiliza una cola de este tipo, el método de la presente invención comprende llevar a cabo el mencionado paso de presionar en dos etapas. Una primera etapa comprende aplicar una primera presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir dicha cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región, y una segunda etapa comprende aplicar una segunda presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola. Las mencionadas primera y segunda etapas de aplicación de presión están separadas por un período durante el cual la presión es
liberada.
En concordancia, para la aplicación de la anterior variante del método, el aparato de la presente invención comprende además unos medios de calentamiento para calentar dicha cantidad de cola a inyectar a una temperatura de aplicación, y porque dichos medios de presión comprenden unos medios de presión de esparcimiento para aplicar una primera presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir la cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región, y unos medios de presión de consolidación para aplicar una segunda presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y para mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola.
En un ejemplo de realización, los mencionados medios de inyección, dichos medios de calentamiento y dichos medios de presión de esparcimiento están integrados en al menos una unidad de inyección y esparcimiento instalada en una estación de inyección y esparcimiento, y dichos medios de presión de consolidación están integrados en al menos una unidad de consolidación instalada en una estación de consolidación. En este caso, el aparato comprende unos medios transportadores para mover intermitentemente sucesivas placas de cartón corrugado primero desde un dispositivo de alimentación de placas hasta dicha estación de inyección y esparcimiento, a continuación desde la estación de inyección y esparcimiento hasta dicha estación de consolidación, y finalmente desde la estación de consolidación hasta una salida de placas para una estación de almacenamiento o una máquina montadora de cajas a partir de dichas placas.
Si, como es habitual, cada una de las placas de cartón corrugado tiene varios agujeros que debe ser sellados, en la estación de inyección y esparcimiento están instaladas varias de dichas unidades de inyección y esparcimiento, una para cada agujero de la placa de cartón corrugado, posicionadas para efectuar al unísono una operación de inyección y esparcimiento en relación con todos los agujeros de cada placa de cartón corrugado mientras la misma es mantenida por los medios transportadores temporalmente detenida en una posición de trabajo, y en la estación de consolidación están instaladas varias de dichas unidades de consolidación, una para cada agujero de la placa de cartón corrugado, las cuales están posicionadas para efectuar al unísono una operación de consolidación en relación con todos los agujeros de cada placa de cartón corrugado mientras la misma es mantenida por los medios transportadores temporalmente detenida en una posición de trabajo. Preferiblemente, para una optimización de los tiempos, el aparato está sincronizado de manera que las unidades de inyección y esparcimiento actúan sobre una placa de cartón corrugado en la estación de inyección y esparcimiento al mismo tiempo que las unidades de consolidación actúan sobre otra placa de cartón corrugado en la estación de consolidación, a la cual ya ha sido efectuada previamente la operación de inyección y esparcimiento en la estación de inyección y esparcimiento, y así sucesivamente.
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Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática de un aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención;
la Fig. 2 es una vista lateral seccionada de una unidad de inyección y esparcimiento que forma parte del aparato de la Fig. 1 en una posición inactiva en relación con una placa de cartón corrugado;
la Fig. 3 es una vista lateral seccionada de la unidad de inyección y esparcimiento en una primera posición activa en relación con la placa de cartón corrugado;
la Fig. 4 es una vista lateral seccionada de la unidad de inyección y esparcimiento en una segunda posición activa en relación con la placa de cartón corrugado;
la Fig. 5 es una vista lateral seccionada de una unidad de consolidación que forma parte del aparato de la Fig. 1 en una posición inactiva en relación con la placa de cartón corrugado;
la Fig. 6 es una vista lateral seccionada de la unidad de consolidación en una posición activa en relación con la placa de cartón corrugado;
la Fig. 7 es una vista en perspectiva parcial seccionada de una placa de cartón corrugado con un agujero sellado mediante el aparato y/o el método de la presente invención; y
la Fig. 8 es una vista en perspectiva parcial de una caja de cartón obtenida por plegado de una placa de cartón corrugado con un agujero sellado mediante el aparato y/o el método de la presente invención.
Descripción detallada de un ejemplo de realización
Haciendo en primer lugar referencia a la Fig. 1, el aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado comprende, de acuerdo con una realización, una estación de inyección y esparcimiento 100 en la que están dispuestas un número de unidades de inyección y esparcimiento 10 (descritas en detalle más abajo en relación con las Figs. 2, 3 y 4), y una estación de consolidación 500 en la que están dispuestas un número de unidades de consolidación 50 (descritas en detalle más abajo en relación con las Figs. 5 y 6). El aparato incluye además unos medios transportadores configurados para mover intermitentemente sucesivas placas de cartón corrugado P primero desde un dispositivo de alimentación de placas (no mostrado) hasta dicha estación de inyección y esparcimiento 100, a continuación desde la estación de inyección y esparcimiento 100 hasta dicha estación de consolidación 500, y finalmente desde la estación de consolidación 500 hasta una salida de placas (no mostrada) para una estación de almacenamiento o una máquina montadora de cajas a partir de dichas placas. Los mencionados medios transportadores pueden ser de cualquier tipo convencional de los usados en el campo de la manipulación de placas de cartón corrugado, por ejemplo en máquinas plegadoras formadoras de cajas de cartón. Los medios transportadores están configurados para transportar y soportar las placas de cartón corrugado P entre unos patines inferiores 2 y unos patines superiores 3 a lo largo de una trayectoria T en un plano imaginario a través de las estaciones de inyección y esparcimiento 100 y de consolidación 500.
El cartón corrugado comprende, como es sabido, dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores. Cada una de las placas de cartón corrugado P manejadas por los medios transportadores comprende varios agujeros pasantes A que dejan expuestas en sus bordes unas aberturas a dichos canales internos. El aparato y el método de la presente invención sirven para sellar los bordes de los agujeros en las placas de cartón corrugado. En el ejemplo ilustrado en la Fig. 1, las placas de cartón corrugado son plantillas planas con varias líneas de doblez L previstas para la posterior formación de cajas de cartón por plegado de las mismas. Las cajas están configuradas para contener productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales, y cada placa de cartón corrugado P tiene cuatro agujeros que serán agujeros en drenaje en la correspondiente caja. En concordancia, para sellar los bordes de los cuatro agujeros, en la estación de inyección y esparcimiento 100 están instaladas cuatro de dichas unidades de inyección y esparcimiento 10 posicionadas para actuar al unísono en relación con los cuatro agujeros A de cada placa de cartón corrugado P mientras la misma es mantenida detenida por los medios transportadores en una posición de trabajo, mientras que en la estación de consolidación 500 están instaladas cuatro de dichas unidades de consolidación 50 posicionadas para actuar al unísono en relación con los cuatro agujeros A de cada placa de cartón corrugado P mientras la misma es mantenida detenida por los medios transportadores en una posición de trabajo.
Haciendo referencia ahora a las Figs. 3, 4 y 5, cada unidad de inyección y esparcimiento 10 comprende una primera matriz 11 y un primer punzón 15. La mencionada primera matriz 11 incluye un primer cuerpo de matriz 18 al que está fijada una boquilla 12, la cual tiene una superficie periférica dimensionada para ser insertada ajustadamente en el agujero A de la placa de cartón corrugado P y un extremo troncocónico para proporcionar un centrado del agujero A de la placa de cartón corrugado P. En dicha superficie periférica de la boquilla 12 está formado un surco anular 22 en el que desembocan una pluralidad de salidas de inyección 14 radiales que se comunican con un pasaje principal de la boquilla 12 y con el exterior. Un dispositivo inyector de cola 24, de tipo convencional, está en conexión con dicho pasaje principal de la boquilla 12 por al menos un conducto 20 formado a través de dicho primer cuerpo de matriz 18 para suministrar unas cantidades de cola a ser inyectadas desde la boquilla 12. El primer cuerpo de matriz 18 define una primera superficie de presión de esparcimiento 13 dispuesta alrededor de la boquilla 12 para hacer contacto con la región B alrededor del agujero A en un primer lado (lado inferior en las figuras) de la placa de cartón corrugado P. El surco anular 22 de la boquilla 12 está posicionado en relación con la primera superficie de presión de esparcimiento 13 de manera apropiada para quedar substancialmente enfrentado a dichas aberturas a los canales internos expuestas en el borde del agujero A cuando dicha primera superficie de presión de esparcimiento 13 está en contacto con dicho primer lado de la placa de cartón corrugado P, tal como se muestra en la Fig. 3. En una realización particular, no ilustrada, el citado surco anular es incompleto y comprende por Ej. dos porciones de acanaladura, anulares, aptos para cubrir dos sectores enfrentados del borde del agujero A, donde quedan expuestos los citados canales internos.
Dentro de un alojamiento en el primer cuerpo de matriz 18 está alojado un dispositivo de calentamiento 19, tal como una resistencia eléctrica, dispuesto para calentar la cola en dicho conducto 20 y en el pasaje principal y salidas de inyección 14 de la boquilla 12. Para ello, el primer cuerpo de matriz 18 es de un material metálico con un elevado coeficiente de transmisión térmica, tal como una aleación de hierro, aluminio o cobre, y lo mismo se puede decir de la boquilla 12.
La unidad de inyección y esparcimiento 10 comprende asimismo un primer punzón 15 enfrentado a la primera matriz 11. Dicho primer punzón 15 cual incluye un primer cuerpo de punzón 21 que tiene una abertura 16 capaz de alojar ajustadamente al menos una parte de la boquilla 12, y que define una segunda superficie de presión de esparcimiento 17 dispuesta alrededor de dicha abertura 16 para hacer contacto con la región B alrededor del agujero A en un segundo lado (lado superior en las figuras) de la placa de cartón corrugado P. El mencionado primer cuerpo de punzón 21 es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción, tal como, por ejemplo, teflón, para evitar la adherencia de restos de cola, y está fijado sobre un núcleo 25 de un material metálico. El núcleo 25 tiene una cavidad axial 28 comunicada con la abertura 16 del primer cuerpo de punzón 21, y el núcleo 25 y el primer cuerpo de punzón 21 tienen respectivas aberturas laterales enfrentadas 26, 27 para facilitar la evacuación y limpieza de cualquier resto de cola acumulado en dicha cavidad axial 28 (Fig. 2). Unos primeros medios de accionamiento están dispuestos para mover dicha primera matriz 11 y/o dicho primer punzón 15 el uno hacia el otro hasta insertar la boquilla 12 en el agujero A de la placa de cartón corrugado P para poder efectuar la inyección de una cantidad de cola por las aberturas a los canales internos a expuestas en el borde del agujero A, y presionar la región B alrededor del agujero A en ambos lados de la placa de cartón corrugado P mediante dichas primera y segunda superficies de presión de esparcimiento 13, 17 después de que la cola haya sido inyectada, aplicando una presión suficiente para aplastar los canales internos de la placa de cartón corrugado P. Dichos primeros medios de accionamiento comprenden un primer actuador lineal 23, tal como un actuador lineal neumático (mostrado en la Fig. 1), el cual está conectado a la primera matriz 11, y un segundo actuador 26, tal como un actuador lineal neumático (Figs. 2 a 4), el cual está conectado al primer punzón 15.
El funcionamiento de la unidad de inyección y esparcimiento 10 es el siguiente. Los medios transportadores mueven una placa de cartón corrugado P hasta la estación de inyección y esparcimiento 100 y la detienen en una posición en la que cada agujero A de la placa de cartón corrugado P está en alineación con la correspondiente unidad de inyección y esparcimiento 10. La placa de cartón corrugado P queda dispuesta a una altura constante determinada por los patines inferiores 2 y superiores 3 entre la primera matriz 11 y el primer punzón 15, los cuales se encuentran ambos en unas respectivas posiciones inactivas (Fig. 2). El dispositivo de calentamiento 19 alojado en primer cuerpo de matriz 18 está activado para calentar el primer cuerpo de matriz 18 incluyendo el conducto 20, la primera superficie de presión de esparcimiento 13 y la boquilla 12, con lo que la cantidad de cola a inyectar es calentada a una temperatura de aplicación adecuada para conferirle una suficiente fluidez.
Entonces dicho primer actuador 23 es accionado para mover la primera matriz 11 desde su posición inactiva (Fig. 2), en la que la primera superficie de presión de esparcimiento 13 está separada del primer lado de la placa de cartón corrugado P y la boquilla 12 está fuera del agujero A, hasta una posición de trabajo (Fig. 3), en la que la primera superficie de presión de esparcimiento 13 está en contacto con el primer lado de la placa de cartón corrugado P y la boquilla 12 está insertada en el agujero A. En esta posición de trabajo el surco anular 22 y la pluralidad de salidas de inyección 14 de la boquilla 12 están enfrentadas al borde del agujero A de la placa de cartón corrugado P. Entonces, el dispositivo inyector de cola 24 es activado para inyectar la cantidad de cola a la temperatura de aplicación al interior de los canales in-
ternos de la placa de cartón corrugado P por las aberturas expuestas en el borde del agujero A mediante la boquilla 12.
Seguidamente, el segundo actuador 23 es accionado para mover el primer punzón 15 desde su posición inactiva (Figs. 2 y 3), en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento 17 está en separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado P, hasta una posición de trabajo (Fig. 4), en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento 17 está presionando contra la región B alrededor del agujero A en el segundo lado de la placa de cartón corrugado P mientras la región B alrededor del agujero A en el primer lado de la placa de cartón corrugado P es soportada por la primera superficie de presión de esparcimiento 13 de la primera matriz 11, la cual actúa como una sufridera. La presión aplicada es suficiente para aplastar los canales internos de la placa de cartón corrugado P, y esto ocasiona un esparcimiento de la cantidad de cola substancialmente a la temperatura de aplicación en la región B. Después de esto, la primera matriz 11 y el primer punzón 15 son llevados de nuevo a sus respectivas posiciones inactivas liberando la presión, y los medios transportadores mueven la placa de cartón corrugado P hasta la estación de consolidación 500.
Al ser liberada la presión, la cola aún está lo bastante caliente para tener una baja fuerza adhesiva, y esto, en algunos casos dependiendo de las características del cartón corrugado, puede permitir una recuperación parcial de la región B a su estado original. En el tiempo que transcurre durante el trayecto de la placa de cartón corrugado P desde la estación de inyección y esparcimiento 100 hasta la estación de consolidación 500, la cola esparcida se enfría hasta una temperatura substancialmente por debajo de la temperatura de aplicación y adquiere fuerza adhesiva.
En relación ahora con las Figs. 5 y 6 se describen a continuación las unidades de consolidación 50. Cada unidad de consolidación 50 comprende una segunda matriz 51 que incluye un segundo cuerpo de matriz 57 con una abertura 52 adaptada a las dimensiones del agujero A de la placa de cartón corrugado P y una primera superficie de presión de consolidación 53 dispuesta alrededor de dicha abertura 52 para hacer contacto con la región B alrededor del agujero A en el primer lado de la placa de cartón corrugado P. La unidad de consolidación comprende además un segundo punzón 54 que incluye un segundo cuerpo de punzón 58 que define un tocón 55 dimensionado para ser insertado ajustadamente a través del agujero A de la placa de cartón corrugado P y en la abertura 52 de dicha segunda matriz 51, y una segunda superficie de presión de consolidación 56 dispuesta alrededor de dicho tocón 55 para hacer contacto con la región B alrededor del agujero A en el segundo lado de la placa de cartón corrugado P. Unos segundos medios de accionamiento están dispuestos para mover dicha segunda matriz 51 y/o dicho segundo punzón 54 el uno hacía el otro para presionar la región B alrededor del agujero A en ambos lados de la placa de cartón corrugado P mediante dichas primera y segunda superficies de presión de consolidación 53, 56 aplicando una presión suficiente para aplastar los canales internos de la placa de cartón corrugado P. Estos segundos medios de accionamiento comprenden un actuador 62, tal como un actuador lineal neumático, conectado al segundo punzón 54, mientras que la segunda matriz 51 es estática y está fijada a una estructura del aparato.
El mencionado segundo cuerpo de punzón 58 es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción, tal como teflón, fijado a un segundo núcleo 64, el cual de un material metálico. El mencionado tocón 55 formado en el segundo cuerpo de punzón 58 está dimensionado para deslizar ajustadamente dentro del agujero A de la placa de cartón corrugado P con el fin de arrastrar cualquier sobrante de cola adherido a su borde interno. El extremo del tocón 55 es troncocónico para proporcionar un centrado del agujero A de la placa de cartón corrugado P. El segundo cuerpo de matriz 57 es en forma de una placa de un material con un bajo coeficiente de fricción, tal como teflón, y está fijada a un primer núcleo 59 de un material metálico por medio de un una argolla de retención 63 acoplada a rosca al citado primer núcleo 59. Entre el segundo cuerpo de matriz 57 y el primer núcleo 59 está dispuesta una chapa acerada 60 provista de un agujero 61 alineado con dicha abertura 52 del segundo cuerpo de matriz 57 y dimensionado para deslizar ajustadamente a lo largo de dicho tocón 55 del segundo punzón 54 cuando éste es insertado en la abertura 52 del segundo cuerpo de matriz 57 con el fin de retener cualquier resto de cola adherido al mismo. El segundo cuerpo de matriz 57 tiene una cavidad 65 en comunicación con el agujero 61 de dicha chapa acerada 60 y la abertura 52 del segundo cuerpo de matriz 57, y tiene además unas aberturas laterales 66 para facilitar la evacuación y limpieza de cualquier resto de cola acumulado en dicha cavidad 65.
El funcionamiento de la unidad de consolidación 50 es el siguiente. Los medios transportadores mueven la placa de cartón corrugado P procedente de la estación de inyección y esparcimiento 100 hasta la estación de consolidación 500 y la detienen en una posición en la que cada agujero A de la placa de cartón corrugado P está en alineación con la correspondiente unidad de consolidación 10. La placa de cartón corrugado P queda dispuesta a una altura constante determinada por los patines inferiores 2 y superiores 3 entre la segunda matriz 51 y el segundo punzón 54, el cual se encuentra en una posición inactiva (Fig. 5). La segunda matriz 51, cuya posición es fija, está situada de manera que la primera superficie de presión de consolidación 53 de la segunda matriz 51 queda muy próxima a la superficie de un primer lado (lado inferior) de la placa de cartón corrugado P. Recordemos que la región B alrededor del agujero A de la placa de cartón corrugado P ha sido presionado previamente en la unidad de inyección y esparcimiento 10 y durante el trayecto entre la estación de inyección y esparcimiento 100 y la estación de consolidación 500 la cola inyectada y esparcida se ha enfriado a dicha temperatura substancialmente por debajo de la temperatura de aplicación.
Entonces el actuador 62 es accionado para mover el segundo punzón 54 desde la posición inactiva (Fig. 5), en la que la segunda superficie de presión de consolidación 56 está separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado P y el tocón 55 está fuera del agujero A de la placa de cartón corrugado P, hasta una posición de trabajo (Fig. 6), en la que la segunda superficie de presión de consolidación 56 está en contacto con el segundo lado de la placa de cartón corrugado P y el tocón 55 está insertada en el agujero A y en la abertura 52 de la segunda matriz 51 mientras el primer lado de la placa de cartón corrugado P es soportado por la primera superficie de presión de consolidación 53 de la segunda matriz 51, la cual actúa como una sufridera. L presión aplicada por las primera y segunda superficies de presión de consolidación 53, 56 a la región B alrededor del agujero A de la placa cartón corrugado P es suficiente para aplastar de nuevo los canales internos del cartón corrugado, y es mantenida durante un tiempo suficiente para permitir la solidificación al menos parcial de la cola, la cual está a una temperatura cada vez más baja en relación con dicha temperatura de aplicación y tiene una fuerza adhesiva en aumento. A continuación, la presión es liberada y los medios transportadores mueven la placa de cartón corrugado P hacia la mencionada salida de placas (no mostrada) para una estación de almacenamiento o una máquina montadora de cajas a partir de dichas placas.
En la Fig. 7 se muestra el resultado obtenido por el aparato y/o el método de la presente invención. La placa de cartón corrugado P presenta un agujero A y una región B alrededor del agujero A aplastada, la cual está deprimida en relación con la superficie de la capa exterior en un lado de la placa de cartón corrugado P. Los intersticios entre las dos capas exteriores y la capa interior ondulada en la región B aplastada están llenos de cola solidificada, la cual sella el borde del agujero A frente a la penetración de líquidos, polvo y otros detritus al interior de los canales internos del cartón corrugado por las aberturas a dichos canales que de otra forma estarían expuestas en el borde del agujero A. Alternativamente, y en función de la configuración de la segunda matriz 51 y del segundo punzón 54, el área deprimida en la región B alrededor del agujero A podría estar formada en el lado opuesto de la placa de cartón corrugado P, o repartida en ambos lados.
En la Fig. 8 se muestra un detalle de una caja de cartón obtenida por plegado de una placa de cartón corrugado P provista de varias líneas de doblez L y varios agujeros A sellados mediante el aparato y/o el método de la presente invención. La caja está hecha de un cartón corrugado impregnado, tratado o recubierto para hacerlo al menos exteriormente resistente a los líquidos, y está prevista para contener, por ejemplo, productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales. En la Fig. 8 se muestra una pared lateral P1 y una pared de fondo P2 de la caja, conectadas por una de dichas líneas de doblez L. El agujero A está formado en dicha pared lateral P1 con su borde muy próximo a la línea de doblez L, aunque alternativamente el agujero A podría extenderse parcialmente en la pared de fondo P2, y el área deprimida en la región B alrededor de agujero A está situada en el lado interior de la caja, de manera que una parte del área deprimida queda dispuesta en la pared lateral P1 y otra parte en la pared de fondo P2. La parte del área deprimida situada en la pared de fondo P2 contribuye a dirigir los líquidos existentes en el fondo de la caja hacia el agujero A de drenaje, el borde del cual está sellado para evitar la penetración de líquidos al interior de los canales internos del cartón corrugado por las aberturas a dichos canales que de otra forma estarían expuestas en el borde del agujero A.
Un experto en la técnica será capaz de efectuar modificaciones y variaciones a partir del ejemplo de realización mostrado y descrito sin salirse del alcance de la presente invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, si se utilizara una cola capaz de solidificar rápidamente, las unidades de consolidación 50 podrían ser omitidas y la presión de consolidación podría ser aplicada por las mismas unidades de inyección y esparcimiento 10. Si la cola no necesitara ser calentada, los medios de calentamiento 19 podrían ser omitidos. El transporte de las placas de cartón corrugado P entre la estación de inyección y esparcimiento 100 y la estación consolidación 500 podría efectuarse manualmente y los medios transportadores podrían ser omitidos. Los agujeros A en la placa de cartón corrugado P, aunque en las figuras se muestran redondos, podrían ser de cualquier otra forma, y en cualquier caso la boquilla 12 y la primera superficie de presión de esparcimiento 13 en la primera matriz 11, la abertura 16 y la segunda superficie de presión de esparcimiento 17 en el primer punzón 15, la abertura 52 y primera superficie de presión de consolidación 53 en la segunda matriz 51, y el tocón 55 y segunda superficie de presión de consolidación 56 en el segundo punzón 54 estarán conformados de acuerdo con la forma del agujero A en la placa de cartón corrugado P.

Claims (14)

1. Aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, comprendiendo dicho cartón corrugado dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos, comprendiendo el aparato:
unos medios de inyección de cola en conexión con una boquilla (12) adaptada para ser posicionada e insertada en dicho agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) para inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A);
unos medios de presión configurados para presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada; y
unos medios de calentamiento para calentar dicha cantidad de cola a inyectar a una temperatura de aplicación,
y donde dichos medios de presión comprenden:
unos medios de presión de esparcimiento para aplicar una primera presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir la cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región (B); y
unos medios de presión de consolidación para aplicar una segunda presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y para mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola.
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2. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de inyección, dichos medios de calentamiento y dichos medios de presión de esparcimiento están integrados en al menos una unidad de inyección y esparcimiento (10) instalada en una estación de inyección y esparcimiento (100), y dichos medios de presión de consolidación están integrados en al menos una unidad de consolidación (50) instalada en una estación de consolidación (500), y porque el aparato comprende unos medios transportadores para mover intermitentemente sucesivas placas de cartón corrugado (P) desde un dispositivo de alimentación de placas hasta dicha estación de inyección y esparcimiento (100), desde la estación de inyección y esparcimiento (100) hasta dicha estación de consolidación (500), y desde la estación de consolidación (500) hasta una salida de placas para una estación de almacenamiento o una máquina montadora de cajas a partir de dichas placas.
3. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad de inyección y esparcimiento (10) comprende:
una primera matriz (11) que incluye un primer cuerpo de matriz (18) al que está fijada dicha boquilla (12) y que define una primera superficie de presión de esparcimiento (13) dispuesta alrededor de dicha boquilla (12) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en un primer lado de la placa de cartón corrugado (P);
un dispositivo inyector de cola (24) en conexión con la boquilla (12) por al menos un conducto (20) a través de dicho primer cuerpo de matriz (18) para suministrar las cantidades de cola a ser inyectadas desde la boquilla (12);
al menos un dispositivo de calentamiento (19) dispuesto para calentar el primer cuerpo de matriz (18);
un primer punzón (15) que incluye un primer cuerpo de punzón (21) con una abertura (16) capaz de alojar al menos en parte la boquilla (12) y una segunda superficie de presión de esparcimiento (17) dispuesta alrededor de dicha abertura (16) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en un segundo lado de la placa de cartón corrugado (P); y
unos primeros medios de accionamiento para mover dicha primera matriz (11) y/o dicho primer punzón (15) el uno hacia el otro hasta presionar la región (B) alrededor del agujero (A) en ambos lados de la placa de cartón corrugado (P) mediante dichas primera y segunda superficies de presión de esparcimiento (13, 17) después de que la cola haya sido inyectada.
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4. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la boquilla (12) está dimensionada para disponerse ajustadamente en el agujero (A) teniendo dicha boquilla (12) un surco anular (22) y una pluralidad de salidas de inyección (14) que desembocan en dicho surco anular (22), estando el surco anular (22) posicionado para quedar substancialmente enfrentado a dichas aberturas a los canales internos expuestas en el borde del agujero (A), cuando dicha primera superficie de presión de esparcimiento (13) está en contacto con dicho primer lado de la placa de cartón corrugado (P).
5. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho primer cuerpo de matriz (18) es de un material con un elevado coeficiente de transmisión térmica seleccionado de un grupo que comprende aleaciones de hierro, aluminio y cobre, entre otros, y dicho primer cuerpo de punzón (21) es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijado a un núcleo (25) de un material metálico.
6. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para transportar y soportar las placas de cartón corrugado (P) entre unos patines inferiores (2) y unos patines superiores (3) a lo largo de una trayectoria (T) en un plano imaginario a través de la estación de inyección y esparcimiento (100), y dichos primeros medios de accionamiento comprenden al menos un primer actuador para mover la primera matriz (11) entre una posición inactiva, en la que la primera superficie de presión de esparcimiento (13) está separada del primer lado de la placa de cartón corrugado (P) y la boquilla (12) está fuera del agujero (A), y una posición de trabajo, en la que la primera superficie de presión de esparcimiento (13) está en contacto con el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) y la boquilla (12) está insertada en el agujero (A).
7. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dichos primeros medios de accionamiento comprenden al menos un segundo actuador (23) para mover el primer punzón (15) entre una posición inactiva, en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento (17) está en separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado (P), y una posición de trabajo, en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento (17) está presionando contra el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P) mientras el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) es soportado por la primera superficie de presión de esparcimiento (13) de la primera matriz (11).
8. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad de consolidación (50) comprende:
una segunda matriz (51) que incluye un segundo cuerpo de matriz (57) definiendo una abertura (52) adaptada para ser dispuesta en alineación con el agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) y una primera superficie de presión de consolidación (53) dispuesta alrededor de dicha abertura (52) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en el primer lado de la placa de cartón corrugado (P);
un segundo punzón (54) que incluye un segundo cuerpo de punzón (58) que define un tocón (55) dimensionado para ser insertado a través del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) y en la abertura (52) de dicha segunda matriz (51), y una segunda superficie de presión de consolidación (56) dispuesta alrededor de dicho tocón (55) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P); y
unos segundos medios de accionamiento para mover dicha segunda matriz (51) y/o dicho segundo punzón (54) el uno hacia el otro para presionar la región (B) alrededor del agujero (A) en ambos lados de la placa de cartón corrugado (P) mediante dichas primera y segunda superficies de presión de consolidación (53, 56) después de que la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) haya sido presionado en la unidad de inyección y esparcimiento (10) y la cola se haya enfriado a dicha temperatura substancialmente por debajo de la temperatura de aplicación.
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9. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dicho segundo cuerpo de matriz (57) es una placa de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijada a un primer núcleo (59) de un material metálico, y dicho segundo cuerpo de punzón (58) es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijado a un segundo núcleo (64) de un material metálico.
10. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicho tocón (55) del segundo punzón (54) está dimensionado para deslizar ajustadamente dentro del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) para arrastrar cualquier sobrante de cola adherido a su borde interno, y la segunda matriz (51) incluye además una chapa acerada (60) dispuesta entre dicho segundo cuerpo de matriz (57) y dicho primer núcleo (59) y provista de un agujero (61) alineado con dicha abertura (52) del segundo cuerpo de matriz (57) y dimensionado para deslizar ajustadamente a lo largo de dicho tocón (55) del segundo punzón (54) con el fin de retener cualquier resto de cola adherido al mismo.
11. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para transportar y soportar las placas de cartón corrugado (P) entre unos patines inferiores (2) y unos patines superiores (3) a lo largo de una trayectoria (T) en un plano imaginario a través de la estación de consolidación (500), y dichos segundos medios de accionamiento comprenden al menos un actuador (62) para mover el segundo punzón (54) entre una posición inactiva, en la que la segunda superficie de presión de consolidación (56) está separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado (P), y una posición de trabajo, en la que la segunda superficie de presión de consolidación (56) está en contacto con el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P) y el tocón (55) está insertada en el agujero (A) y en la abertura (52) de la segunda matriz (51) mientras el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) es soportado por la primera superficie de presión de consolidación (53) de la segunda matriz (51).
12. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para mover placas de cartón corrugado (P) provistas de varios agujeros (A) cada una, y porque en la estación de inyección y esparcimiento (100) están instaladas varias de dichas unidades de inyección y esparcimiento (10), una para cada agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P), posicionadas para actuar al unísono en relación con todos los agujeros (A) de cada placa de cartón corrugado (P), y en la estación de consolidación (500) están instaladas varias de dichas unidades de consolidación (50), una para cada agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P), posicionadas para actuar al unísono en relación con todos los agujeros (A) de cada placa de cartón corrugado (P).
13. Método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, comprendiendo dicho cartón corrugado dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos, comprendiendo el método los pasos de:
inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado (P) por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A);
presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada; y
calentar dicha cantidad de cola a inyectar a una temperatura de aplicación,
y donde dicho paso de presionar se lleva a cabo en dos etapas:
una primera etapa que comprende aplicar una primera presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir dicha cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región (B); y
una segunda etapa que comprende aplicar una segunda presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola.
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14. Método, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dichas primera y segunda etapas de aplicación de presión están separadas por un período durante el cual la presión es liberada.
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