ES2935344T3 - Compuesto de lámina multicapa y procedimiento para fabricar un compuesto de lámina multicapa - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un compuesto de película multicapa y a un método y un dispositivo para producir un compuesto de película multicapa, en particular un compuesto de película multicapa en el sentido de un contenedor hecho de película de celulosa recubierta para almacenar o transportar objetos o materiales Como método de fabricación según la invención se utiliza un proceso de termosellado, que utiliza un dispositivo según la invención para producir una costura sellada para conectar capas de película, que según la invención tiene una estructura estampada tridimensionalmente al menos en zonas . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Compuesto de lámina multicapa y procedimiento para fabricar un compuesto de lámina multicapa
La invención se refiere a un compuesto de lámina multicapa y a un procedimiento para fabricar un compuesto de lámina multicapa, en particular en el sentido de un recipiente hecho de lámina a base de celulosa para almacenar o transportar objetos o materiales.
Actualmente, las láminas recubiertas a base de celulosa se procesan mediante un procedimiento de termosellado, por ejemplo, formando bolsas o recipientes similares para almacenar o transportar objetos o materiales. En los procedimientos de termosellado conocidos, al menos dos capas opuestas de al menos una lámina se unen entre sí en un área por el efecto de la temperatura, la presión y el tiempo. Una capa de resina aplicada sobre por toda la superficie en el área de unión fusiona a este respecto las capas de la lámina entre sí. En un entorno industrial, se utilizan generalmente barras de soldadura o ruedas de soldadura para el procedimiento de termosellado, las cuales se presionan mutuamente y unen las capas de lámina situadas entremedias en esta área. La unión resultante se denomina costura de soldadura o de sellado.
Por el documento WO 9323310 ya se conoce un dispositivo para la fabricación de un compuesto de lámina, produciéndose una costura de sellado utilizando un procedimiento de termosellado. También se describe un dispositivo similar en el documento WO 9316931.
Otros dispositivos para la fabricación de compuestos de lámina utilizando procedimientos de termosellado se describen en los documentos US 4997504, WO 2007046974, DE 1020 10093089 y WO 2010055516.
Un problema que surge con las costuras de soldadura producidas utilizando dispositivos y procedimientos conocidos para unir láminas a base de celulosa es la baja estabilidad mecánica y capacidad de carga de las costuras de soldadura.
Un objetivo de la invención es realizar un compuesto de lámina a base de celulosa con una mayor resistencia mecánica de la costura de soldadura.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invención por que el compuesto de lámina está dotado de una estructura tridimensional en el área de una costura de soldadura, que se extiende al menos por zonas a través de las capas unidas del compuesto de lámina. Esto aumenta la superficie en el área de unión y también logra una unión mecánica adicional a través del entrelazado de las capas de lámina.
Otro objetivo de la invención es definir un procedimiento mediante el cual las láminas a base de celulosa se unan entre sí con una mayor resistencia.
De acuerdo con la invención, este objetivo se logra por que se define un procedimiento para unir láminas a base de celulosa, que usa un dispositivo de soldadura que crea una costura de soldadura con una estructura tridimensional.
El compuesto de lámina de acuerdo con la invención se explica a continuación en una forma de realización a modo de ejemplo. Muestran:
la Fig. 1 una vista en perspectiva de un compuesto de lámina de acuerdo con la invención con tres costuras de soldadura,
la Fig. 2 una representación en perspectiva de un compuesto de lámina de acuerdo con la invención con una costura de soldadura,
la Fig. 3 una vista en perspectiva de un compuesto de lámina de acuerdo con la invención con orificio de agarre, la Fig. 4 una vista en perspectiva de una lámina a base de celulosa en una estructura en capas,
la Fig. 5 una vista en perspectiva de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la invención para unir láminas a base de celulosa,
la Fig. 6 una vista en perspectiva de una forma de realización alternativa de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la invención para unir láminas a base de celulosa,
la Fig. 7 una vista parcial de una barra de soldadura de acuerdo con la invención,
la Fig. 8 una sección transversal de una barra de soldadura de acuerdo con la invención con gofrado por una cara,
la Fig. 9 una sección transversal de una barra de soldadura de acuerdo con la invención con gofrado de doble cara,
la Fig. 10 cinco vistas parciales de diferentes barras de soldadura configuradas de acuerdo con la invención, la Fig. 11 una sección transversal a través de una barra de soldadura configurada de acuerdo con la invención con una estructura fractal adicional,
la Fig. 12 una sección transversal a través de un par de barras de soldadura configuradas de acuerdo con la invención según el principio de diversidad,
la Fig. 13 una vista en planta de una barra de soldadura configurada de acuerdo con la invención según el principio
de diversidad,
la Fig. 14 una sección a través de una herramienta de perforado como elemento de una barra de soldadura de acuerdo con la invención y
la Fig. 15 una vista de una costura de termosellado configurada de acuerdo con la invención de una lámina a base de celulosa.
En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva de un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención. El compuesto de lámina (1) formado por dos capas de lámina (2) presenta en cada caso una costura de sellado (3) en tres de sus bordes. El lado superior no está sellado y se abre para crear un cuerpo similar a una bolsa.
En la figura 2 se muestra otra forma de realización de un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención. A este respecto, una lámina (2) está unida sobre sí misma mediante una costura de sellado (3) en dos lados opuestos antes de doblarla, de manera que se forma un cuerpo tubular.
En la figura 3 se muestra una forma de realización de un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención con una penetración (19) de la lámina (2) en dos puntos. La penetración (19) de la lámina (2) está dispuesta en posiciones opuestas de la lámina (2) en el compuesto de lámina (1), de modo que los orificios (19) se pueden utilizar como dispositivo de agarre.
En cuanto a la forma del orificio (19) o de los orificios que puede o pueden estar dispuestos en un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención, se contemplan diversas formas de configuración. Por ejemplo, un orificio (19) puede ser oblongo con esquinas redondeadas, circular o estar diseñado como una europerforación. También se contemplan diversas formas de realización para el número y la posición del orificio u orificios. En formas de realización ventajosas, un compuesto de lámina de acuerdo con la invención puede no tener ningún orificio (19), tener solo un orificio (19), dos orificios (19) o más orificios (19). Los orificios (19) o el orificio se pueden colocar, por ejemplo, en una zona superior en el centro de un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención o en cualquier otra ubicación.
En la figura 4 se muestra una estructura en capas a modo de ejemplo de una lámina (2) a base de celulosa que puede utilizarse para un compuesto de lámina (1) de acuerdo con la invención. La capa de núcleo (4) se compone de celulosa y, en una forma de realización ventajosa, representa del 89 % al 93 % del peso total de la lámina (2). Es particularmente ventajosa una proporción del 90 % de celulosa. El núcleo de celulosa (4) puede ser transparente y claro o estar pigmentado. Además, la lámina (2) dispone de dos capas de resina (5). Las capas de resina (5) son transparentes y, gracias a sus propiedades termoplásticas, favorecen un procedimiento de termosellado para unir láminas (2). Además, el sellado del núcleo de celulosa (4) mediante las capas de resina (5) favorece la impresión de las correspondientes láminas (2). Se puede depositar en fase de vapor una capa de metal (7) sobre el núcleo de celulosa (4) entre el núcleo de celulosa (4) y al menos una capa de resina (5). La lámina (2) se puede imprimir en al menos una cara, dando como resultado al menos una capa adicional (6) de tinta de impresión. Otros componentes de la lámina (2) son agua con una proporción en peso de preferentemente el 4 % al 6 %, de manera especialmente preferente el 4,5 %, y glicerina con una proporción del 4 % al 6 %, de manera especialmente preferente el 5 %, y un recubrimiento con una proporción en peso de aprox. el 0,5 % de la lámina. La glicerina se puede utilizar como plastificante. La composición de la lámina varía con el grosor de la lámina dentro de un cierto margen. La lámina (2) tiene un grosor preferentemente de 19 pm a 45 pm.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de soldadura en forma de un par de barras de soldadura. Las barras de soldadura (8) son paralelepipédicas y alojan en cada caso un elemento de calentamiento (10) en una ranura. Un par de barras de soldadura puede consistir, por ejemplo, en dos barras de soldadura (8) de un material metálico no adherente, como el aluminio, o en una barra de soldadura (8) de un material metálico no adherente y una barra de soldadura (8) de un plástico no adherente, como silicona, por ejemplo. Las superficies (9) del dispositivo de soldadura orientadas hacia una lámina (2) que se va a soldar tienen una estructura (15) que permite gofrar una costura de sellado (3). Hay colocado un amortiguador (12) entre el equipo de fijación (11) en una máquina de termosellado y una barra de soldadura (8).
En la figura 6 se muestra una forma de realización alternativa de un par de dispositivos de soldadura. Este está configurado como un par de ruedas de soldadura (13) que, en un procedimiento de termosellado, efectúan un movimiento de rotación en sentidos contrarios alrededor de un eje (14) conectado centralmente en cada caso a una rueda de soldadura (13) con un elemento de calentamiento (10) integrado. Las superficies (9) de las ruedas de soldadura (13) tienen una estructura de gofrado (15).
En formas de realización alternativas de pares de dispositivos de soldadura, al menos una de las barras de soldadura (8) o una de las ruedas de soldadura (13) tiene una estructura de gofrado (15) en su superficie de gofrado (9).
En el procedimiento de termosellado de acuerdo con la invención, al menos un dispositivo de soldadura (8, 13) del par de dispositivos de soldadura es calentado por un elemento de calentamiento (10) de funcionamiento pulsado o continuo. A este respecto se alcanzan temperaturas de entre 80 °C y 200 °C, que son necesarias para fundir las capas termoplásticas (5) de las capas de lámina (2). El tiempo de sellado durante el cual las capas de lámina (2) se presionan una contra otra entre los dispositivos de soldadura (8) bajo una presión de contacto es de preferentemente entre 0,1 s
y 1 s. La presión de contacto es preferentemente de 5 N/cm2 a 30 N/cm2 Con el procedimiento de acuerdo con la invención para la unión por termosellado de láminas (2) se logran anchos de costura de sellado de preferentemente 4 mm a 20 mm. La estructura gofrada a través de las capas del compuesto de lámina en el área de una costura de soldadura utilizando la al menos una superficie de gofrado (9) del par de dispositivos de soldadura asegura una unión adicional de las capas de lámina (2) por medio de un arrastre de forma entre las capas (2) unidas.
La figura 7 muestra una vista en planta de la superficie de gofrado (9) de un dispositivo de soldadura (8). La superficie de gofrado (9) en el lado del dispositivo de soldadura (8) orientado hacia las capas de lámina (2) que se van a sellar presenta elevaciones y depresiones de diferentes formas que, en su conjunto, definen el patrón de gofrado (15) del dispositivo de soldadura (8) y, por lo tanto, también una costura de sellado (3). En la forma de realización representada, el patrón de gofrado (15) se forma como una combinación de diversas formas geométricas, como un círculo, una elipse, un cuadrado y un triángulo, por ejemplo. El tamaño de la estructura de la superficie de gofrado (9) se adapta a la deformabilidad del material de la al menos una lámina (2).
La figura 8 muestra una vista parcial de una sección a través de un par de dispositivos de soldadura configurados como barras de soldadura (8). El patrón de gofrado (15) del par de barras de soldadura (8) mostrado es semicircular en la dirección de gofrado y está formado en una cara, lo que significa que la estructura de gofrado (15) se extiende desde un plano E1 esencialmente en una dirección.
La figura 9 muestra una vista parcial de una sección a través de una forma de realización alternativa de un par de dispositivos de soldadura configurados como dos barras de soldadura (8). El patrón de gofrado (15) del par de barras de soldadura (8) mostrado es semicircular en la dirección de gofrado y está formado en ambas caras, lo que significa que la estructura de gofrado (15) se extiende desde un plano E2 en dos direcciones.
La figura 10 muestra una vista en planta de una vista parcial de otros cinco patrones de gofrado (15) configurados de acuerdo con la invención en el área de la superficie (9) de un dispositivo de soldadura (8). Cada uno de los patrones de gofrado (15) individuales mostrados tiene un patrón básico que se repite regularmente. El patrón básico puede consistir en una o más formas básicas, como círculos, rectángulos, hexágonos, triángulos o trapecios, por ejemplo.
La figura 11 muestra un fragmento de una sección vertical de un dispositivo de soldadura. En su forma básica, la estructura de gofrado (15) está configurada como una distribución uniforme de semiesferas como rebajes en la superficie (9) del dispositivo de soldadura (8). Además, la estructura de gofrado (15) tiene rebajes adicionales en las superficies de las semiesferas, que forman una estructura fractal. Las semiesferas presentan preferentemente un diámetro de aproximadamente 4 mm, mientras que el tamaño de la estructura fractal es del orden de preferentemente 0,5 mm. La finalidad de combinar una estructura de orden superior con una estructura fractal como estructura de gofrado (15) es crear una superficie lo más grande posible en el área de unión (3) de las capas de lámina (2).
La figura 12 muestra una sección vertical de un par de barras de soldadura (8). En la forma de realización mostrada, el patrón de gofrado (15) no es uniforme y sigue el principio de diversidad. La estructura de gofrado (15) presenta a este respecto tantos segmentos, radios y ángulos diferentes como sea posible en su sección transversal. La diversidad se logra en la forma de realización representada mediante la combinación de diferentes formas básicas y formas libres para formar un patrón de gofrado (15) de doble cara.
Un dispositivo de soldadura (8, 13) puede estar provisto de un patrón de gofrado (15) formado en una cara o en ambas caras según el principio de diversidad.
La figura 13 muestra una vista en planta de una forma de realización de una barra de soldadura (8) según el principio de diversidad. Se disponen tantas formas diferentes como sea posible como estructura de gofrado (15) en la superficie de gofrado (9). Se utilizan ventajosamente al menos tres formas diferentes, de manera especialmente ventajosa al menos diez formas diferentes.
En la figura 14 se muestra un elemento de perforado (17) de una forma de realización de un dispositivo de soldadura. El elemento de perforado (17) sobresale en la base como cuerpo cilíndrico desde la superficie (9) de un dispositivo de soldadura y se estrecha en forma de cono en la dirección orientada en sentido opuesto al dispositivo de soldadura. También se muestran dos capas de lámina (2), que están unidas entre sí por una costura de soldadura (3) en el área del elemento de perforado (17). La unión se realiza perforando las capas de lámina (2) con el elemento de perforado (17) del dispositivo de soldadura y soldando las capas de resina (5). En el lado del compuesto de lámina (1) orientado en sentido opuesto al elemento de perforado (17) está formado un cordón termoplástico (18) mediante la soldadura por perforado.
En un procedimiento de termosellado de acuerdo con la invención para unir capas de lámina (2) a base de celulosa utilizando un dispositivo de soldadura con elementos de perforado (17), las capas de lámina (2) se deforman por el efecto del calor, la presión y el tiempo y penetran en las áreas de los elementos de perforado (17). Dependiendo de la forma de los elementos de perforado (17), esta penetración puede ser circular, para un elemento de perforado (17) configurado en forma de cono circular, o, por ejemplo, angular para un elemento de perforado (17) configurado en forma de pirámide. El material termoplástico (5) se funde por el efecto del calor, se presiona a través de la abertura de
lámina, se eleva en los bordes de la abertura de lámina en forma de cordón (18) y se enfría después de que las capas termoplásticas (5) de las capas de lámina. (2) se hayan fundido.
Una representación a modo de ejemplo de una costura de sellado (3) creada mediante un procedimiento de termosellado con elementos de perforado (17) se muestra en la figura 15 como vista en planta. Dispuestas a intervalos regulares, se pueden ver cordones termoplásticos (18) alrededor de las aberturas de lámina.
Dado que, en comparación con un dispositivo de termosellado convencional para láminas de material termoplástico, en el ámbito de una máquina de termosellado esencialmente solo se tienen que cambiar los dispositivos de soldadura, las máquinas existentes se pueden reequipar de manera fácil y económica, de tal manera que mediante los dispositivos de soldadura se pueda implementar el procedimiento de termosellado de acuerdo con la invención para fabricar un compuesto de lámina de acuerdo con la invención (1).
Claims (11)
1. Compuesto de lámina (1) formado por al menos dos capas de al menos una lámina (2) a base de celulosa, en donde la unión se realiza mediante al menos una costura de soldadura o de sellado (3), en la que unas estructuras gofradas tridimensionalmente se extienden al menos por zonas a través de las al menos dos capas (2) unidas, en donde la al menos una lámina (2) está constituida por varias capas, caracterizado por que la al menos una lámina (2) consta de al menos una capa de núcleo (4) hecha predominantemente de celulosa y de dos capas termoplásticas (5).
2. Compuesto de lámina según la reivindicación 1, caracterizado por que las capas termoplásticas (5) están realizadas como capas de resina.
3. Compuesto de lámina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las estructuras gofradas en el área de la costura de sellado (3) forman un patrón de gofrado (15) que está configurado como un patrón repetido, como un patrón con al menos al menos tres elementos diferentes, preferentemente con al menos diez elementos diferentes, o como un perforado.
4. Compuesto de lámina según la reivindicación 3, caracterizado por que el patrón de gofrado (15) tiene un patrón básico que se repite regularmente.
5. Compuesto de lámina según una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado por que el patrón de gofrado (15) está configurado como un patrón de gofrado (15) de doble cara.
6. Compuesto de lámina según la reivindicación 3, caracterizado por que el patrón de gofrado (15) presenta perforados con cordón termoplástico (18).
7. Compuesto de lámina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el compuesto de lámina (1) está configurado como un recipiente para transportar o almacenar materiales u objetos.
8. Procedimiento para la fabricación de un compuesto de lámina (1) multicapa a partir de al menos una lámina (2) a base de celulosa, caracterizado por que se fabrica un compuesto de lámina multicapa de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, por que se trata de un procedimiento de termosellado y por que se usa un dispositivo de soldadura con superficie de gofrado (9) configurada tridimensionalmente.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que se utiliza una temperatura de sellado de entre 80 °C y 200 °C.
10. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por que el tiempo de sellado es de entre 0,1 s y 1 s.
11. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que se utiliza una presión de contacto de entre 5 N/cm2 y 30 N/cm2.
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