PT1245844E

PT1245844E - Rolo para estampagem em relevo gravado a laser

Info

Publication number: PT1245844E
Application number: PT02252346T
Authority: PT
Inventors: Galyn A Schulz; William T Bucholz; Michael E Hennes
Original assignee: Georgia Pacific Consumer Prod
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2012-06-05
Also published as: CA2379361C; CA2379361A1; EP1245844A2; ATE556237T1; US20100210434A1; ES2382895T3; EP1245844B1; US20110229653A1; EP1245844A3; US20020142143A1

Description

ΡΕ1245844 1 DESCRIÇÃO "ROLO PARA ESTAMPAGEM EM RELEVO GRAVADO A LASER"

CAMPO DA INVENÇÃO

Este pedido reivindica o direito de prioridade sob a 35 U.S.C. § 119 (e) com base no pedido provisório de patente n 0 60/279,869 apresentado em 29 de Março de 2001. A presente invenção é relativa a um rolo de estampagem em relevo para estampar em relevo continuamente uma teia de material em movimento, tal como papel. Mais particularmente, a presente invenção é relativa a um rolo gravado a laser tendo as caracteristicas de desgaste melhoradas. Ainda mais particularmente, a presente invenção é relativa a rolos que são padronizáveis por técnicas de gravação a laser que apresentam melhores dureza e durabilidade. Finalmente, a presente invenção é relativa a um rolo gravado a laser feito a partir de uma resina com base epoxidica.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a aparelhagem utilizada para estampagem em relevo de produtos de papel, de preferência teias alongadas usadas para fazer produtos 2 ΡΕ1245844 de papel, por exemplo, toalhas de papel, papel higiénico, ou guardanapos de papel. A estampagem em relevo é o acto de trabalhar mecanicamente um substrato para causar a enformação sob pressão do substrato nos sulcos e contornos de um rolo de estampagem padronizado. Geralmente, a teia é passada entre um par de rolos de estampagem que, sob pressão, formam contornos na superfície do papel.

Na maioria das configurações, pelo menos uma das duas superfícies dos rolos contém directamente o padrão a ser transferido para a teia de papel. Configurações conhecidas incluem estampagem rígida-a-resiliente e estampagem rígida-a-rígida. A presente invenção é um rolo de estampagem em relevo melhorado para uso em qualquer configuração de estampagem em relevo conhecida.

Num sistema de estampagem em relevo rígida-a-resiliente, um substrato de camada simples ou de múltiplas camadas é passado através de uma folga formada entre um rolo, cuja superfície substancialmente rígida contém o padrão de estampagem em relevo como uma multiplicidade de saliências e/ou depressões dispostas de uma maneira esteticamente agradável, e um segundo rolo, cuja superfície substancialmente resiliente pode ser lisa ou também conter uma multiplicidade de protuberâncias e/ou depressões que cooperam com o rolo de superfície rígida com um padrão. Até aqui, os rolos rígidos têm sido geralmente formado a partir de um corpo de aço que é directamente gravado ou que pode 3 ΡΕ1245844 conter uma superfície coberta a borracha rígida (directamente revestido ou com manga) sobre a qual o padrão de estampagem em relevo é gravado a laser. Enquanto um rolo de aço que foi directamente gravado tem uma vida útil mais longa, a produção de um rolo de aço directamente gravado pode exigir um tempo de produção significativo. Mangas gravadas a laser conhecidas podem demorar menos tempo a fazer mas têm uma vida útil que é substancialmente menor do que a de um rolo de aço.

Rolos resilientes podem consistir num núcleo de aço directamente revestido ou com manga de um material resiliente e podem ser, ou não, gravados com um padrão. Se estiver presente um padrão, este pode ser um padrão acasalado ou não-acasalado, com respeito ao padrão presente no rolo rígido.

No processo de estampagem em relevo rígida-a-rígida, um substrato de camada simples ou múltiplas camadas é passado através de uma folga formada entre os dois rolos substancialmente rígidos. As superfícies de ambos os rolos contêm o padrão a ser gravado como uma multiplicidade de saliências e/ou depressões dispostas de uma forma esteticamente agradável, onde as protuberâncias e/ou depressões do segundo rolo cooperam com as existentes no primeiro rolo rígido. 0 primeiro rolo rígido é geralmente formado a partir de um corpo de aço que é directamente gravado ou que pode possuir uma superfície coberta a 4 ΡΕ1245844 borracha rígida (directamente revestido ou com manga) sobre a qual o padrão de estampagem em relevo é gravado a laser. 0 segundo rolo rígido é geralmente formado a partir de um corpo de aço que é também directamente gravado ou que pode possuir uma superfície coberta a borracha rígida (directamente revestido ou com manga) sobre a qual uma padrão correspondente ou acasalado é convencionalmente gravado ou gravado a laser. Rolos graváveis a laser são conhecidos, ver, por exemplo as patentes dos EUA nos. 4,211,743 e 5,356,364.

Sistemas anteriores da arte de estampagem com relevo em que o padrão de estampagem em relevo é contido directamente num ou ambos os rolos de aço de estampagem, sofrem de um certo número de inconvenientes. Especificamente, gravar directamente o aço pode exigir uma quantidade significativa de tempo de produção. A gravação a laser de borracha rígida melhora o tempo de produção, mas não substituiu rolos de aço directamente gravados devido a questões relacionadas com o desgaste. Além disso, os rolos de aço directamente gravados correm o risco de que, se o padrão de relevo ficar danificado e um novo rolo tiver de ser produzido, a preparação de um novo rolo de aço pode necessitar de tempo significativo, resultando possivelmente em tempo de máquina parada, e resultando definitivamente em maiores custos. A presente invenção ultrapassa as desvantagens 5 ΡΕ1245844 associadas aos anteriores rolos de aço da arte e ainda soluciona os problemas de desgaste associados aos anteriores rolos de borracha e mangas da arte. A presente invenção proporciona um rolo de estampagem em relevo feito a partir de um material que pode ser gravado e que proporciona caracteristicas de desgaste melhoradas. A presente invenção proporciona ainda um rolo baseado em resina susceptível de ser gravado a laser e que exibe caracteristicas de desgaste e tempo de vida em uso comercial melhorados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, é divulgado um rolo de estampagem em relevo gravado a laser compreendo um material baseado em resina que apresenta melhor resistência ao desgaste, em que o material de resina tem uma dureza Shore D de, pelo menos, 90. É ainda revelado um rolo de estampagem em relevo gravado a laser que compreende um material de resina compreendendo uma resina epoxídica baseada em bisfenol A, epicloridrina, e um material de enchimento em que a resina epoxídica de base Bisfenol A tem uma dureza Shore D de, pelo menos, 90. É ainda divulgado um rolo de estampagem em relevo gravado a laser compreendo uma resina fenólica ou baseada em estireno que é primeiramente modelado e em seguida curado. 6 ΡΕ1245844

Finalmente, é divulgado um método de fazer uma teia padronizada compreendendo, fazer passar a teia entre um ou mais rolos de estampagem com base em resina gravados a laser.

Objectivos e vantagens adicionais da invenção serão estabelecidos em parte na descrição que se segue, e em parte serão óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos pela prática da invenção. Os objectivos e vantagens da invenção serão realizados e atingidos por meio dos elementos e combinações particularmente apontados nas reivindicações anexas.

Deve ser entendido que, tanto a descrição geral precedente, como a descrição detalhada seguinte, são apenas exemplares e explicativas e não são restritivas da invenção, tal como reivindicado.

Os desenhos anexos, que estão incorporados e constituem uma parte desta especificação, ilustram uma concretização da invenção e, em conjunto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um espectro de infravermelhos de uma resina epóxica para utilização de acordo com a presente invenção. A Figura 2 é um termograma de uma resina epóxica 7 ΡΕ1245844 para utilização de acordo com a presente invenção. A Figura 3 é um cromatograma de GC/MS por pirólise de uma resina epóxica para utilização de acordo com a presente invenção. A Figura 4 ilustra um padrão de estampagem com relevo que pode ser usado com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DOS MODELOS DE REALIZAÇÃO

Irá agora ser feita referência em detalhe aos modelos de realização presentes (modelos de realização de exemplo) da invenção, um exemplo das quais está ilustrada nos desenhos anexos. A presente invenção é relativa à produção de rolos para utilização na estampagem com relevo de teias alongadas de material, tais como papel e semelhantes. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a rolos de estampagem que têm superfícies resistentes ao desgaste melhoradas. 0 rolo de estampagem em relevo de acordo com a presente invenção pode ser formado ou a partir de um único material resinoso gravado a laser tendo uma dureza Shore D de, pelo menos, 90 sobre o qual um padrão de estampagem em relevo é gravado ou pode ser um núcleo rígido que é revestido, ou coberto por uma manga, com um material de resina melhorado gravado a laser tendo uma dureza Shore D de, pelo menos, 90. ΡΕ1245844

Uma vantagem associada à presente invenção é as melhorias que podem ser alcançadas no tempo de produção quando o padrão de estampagem em relevo é criado usando gravação a laser. Como descrito acima, o padrão pode ser colocado directamente num material de núcleo que pode ser gravado a laser ou pode estar presente numa manga ou revestimento de material gravado a laser que rodeia um núcleo estruturalmente rigido. 0 núcleo pode ser produzido a partir de qualquer material conhecido na arte susceptível de levar uma manga ou revestido com um material gravado a laser. Materiais apropriados para produzir um núcleo estruturalmente rigido serão prontamente evidente para o especialista na arte. De acordo com um modelo de realizaçãoo da invenção, o núcleo seria de aço. Os métodos adequados para formação de um revestimento ou manga padronizável ao longo de um núcleo rigido incluem qualquer método reconhecido na arte e serão prontamente evidentes a um especialista na arte. Métodos de revestimento preferidos incluem revestimento por imersão, fundição ou vulcanização. A preparação apropriada de um núcleo pode incluir o pré-tratamento para conseguir a aderência necessária entre o núcleo e o revestimento. Pré-tratamentos podem incluir, mas não estão limitados a, decapagem a jacto de areia, lixamento, e pré-tratamento químico.

Materiais para utilização na produção de rolos de 9 ΡΕ1245844 acordo com a presente invenção são seleccionados a partir de resinas que são susceptiveis de serem gravadas a laser, ao mesmo tempo que exibem dureza suficiente para suportar as condições de uso ordinário de estampagem em relevo comercial. Anteriores rolos de borracha da arte que têm uma dureza Shore A na ordem dos 98 conseguem resistir a condições de utilização comerciais por apenas cerca de 25 dias.

Materiais padronizáveis que podem ser utilizados com a presente invenção incluem materiais à base de resina rígida. Anteriores mangas de borracha da arte têm, geralmente, uma dureza Shore A a cerca de 99 e inferior. 0 material para utilização de acordo com a presente invenção ultrapassa os 100 de dureza Shore A associados à escala. Os materiais de acordo com a presente invenção residem na escala Shore D. Na presente invenção, o material tem uma dureza Shore D de, pelo menos, 90.

Os materiais preferidos de acordo com a presente invenção não exibem qualquer desgaste substancial quando usados num ambiente comercial padrão por, pelo menos, cerca de 3 meses, mais preferivelmente por pelo menos cerca de 6 meses, ainda mais preferivelmente por pelo menos cerca de 9 meses, e mais preferencialmente por pelo menos cerca de 1 ano. Os materiais de acordo com a presente invenção podem sustentar nenhum desgaste substancial ao longo de um período de 3 a 5 anos. Desgaste substancial, tal como utilizado na presente invenção, refere-se ao desgaste que é 10 ΡΕ1245844 de 10 microns ou menos. Os materiais preferidos de acordo com a presente invenção não exibem desgaste que seja visível a olho nu ao fim de 6, 9 ou 12 meses depois do início do uso comercial.

Embora resinas não tenham sido geralmente utilizadas para rolos de estampagem com relevo, as resinas oferecem boa durabilidade, boa fusibilidade, boa adesão ao núcleo, boa imprimibilidade e boa capacidade de gravação. Resinas adequadas incluem, mas não estão limitadas a, resinas epóxicas, resinas fenólicas, resinas de isocianato, resinas de estireno, resinas de poliéster, resinas termoendurecíveis, e resinas de policarbonato.

Num modelo de relalização da presente invenção, os materiais para uso na presente invenção são seleccionados a partir de resinas de base epóxica, mais particularmente, materiais à base de epóxi que contêm Bisfenol A e mais preferencialmente contendo epicloridrina. Um material preferido para utilização de acordo com a presente invenção tem sido analisado e os resultados desta análise são apresentados nas Figuras 1 a 3. A Figura 1 é um espectro de infravermelho que mostra que o material preferido de acordo com a presente invenção é uma resina epóxica do tipo bisfenol A. Este material preferido está disponível na Voith Sulzer sob o nome comercial TOP ROCK. A Figura 2 é um termograma do material TOP ROCK entre 50 °C e 800 °C. O termograma foi utilizado para determinar a 11 ΡΕ1245844 temperatura à qual o cromatograma da Figura 3 teria que ser realizado. Especificamente, esta análise pode ser usada para determinar se um material irá produzir compostos voláteis tornando-se inaceitável para gravação a laser. Como pode ser observado na Figura 3, o composto volátil produzido mais significativo foi álcool benzilico. Além disso, produtos de decomposição como pode ser visto na Figura 3 incluem acetona, tetrahidrofurano, tolueno, 2-propeno-l-ol, 1-butanol, piridina e alquilo piridinas substituídas, ácido acético, benzaldeido e alquilo fenóis substituídos.

Num modelo de relalização alternativo de acordo com a presente invenção, a resina pode ser seleccionada a partir de um material que exibe características que o tornam capaz de ser gravado a laser antes do termoendurecimento ou da cura. Neste modelo de relalização, um rolo de resina macia pode ser modelado através de gravação a laser. A resina é então curada ou termoendurecida para resultar num material rígido capaz de suportar as pressões associadas à estampagem em relevo comercial. As resinas apropriadas para utilização de acordo com este modelo de relalização incluem resinas fenólicas e resinas de isocianato.

Resinas para uso na presente invenção podem ser materiais com enchimento ou sem enchimento. A resina pode incluir um enchimento de até 50%, mais preferivelmente menos do que cerca de 40% de enchimento, mais 12 ΡΕ1245844 preferivelmente inferior a cerca de 30% de enchimento. As resinas adequadas serão facilmente evidentes para um especialista na arte. Materiais de enchimento podem ser seleccionados a partir de quaisquer materiais de enchimento reconhecidos na arte.

Exemplo

Um rolo de estampagem em relevo foi produzido a partir de material TOP ROCK obtido na Voith Sulzer. O rolo de TOP ROCK foi gravado a laser usando o padrão da Figura 4. O Top Rock apresenta uma dureza Shore D de 91.

Lisboa, 29 de Maio de 2012

Claims

ΡΕ1245844 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um rolo de estampagem em relevo gravado a laser gue compreende um material de resina gravado a laser tendo uma dureza Shore D de, pelo menos, 90.
2. O rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 1, em que a resina é escolhida a partir de, pelo menos, uma das resinas epóxica, resinas fenólicas, resinas de isocianato, resinas de estireno, resinas de poliéster, resinas termoendurecíveis e resinas de policarbonato.
3. O rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 2, em que o material de resina é escolhido a partir de, pelo menos, uma resina epóxica.
4. O rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 3, em que a resina epóxica é uma resina de bisfenol A. 5. 0 rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 3 ou 4, compreendendo ainda epicloridrina.
6. O rolo de estampagem em relevo de qualquer uma das reivindicações 1 a 5, compreendendo ainda um material de enchimento. 2 ΡΕ1245844 7 . 0 rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 6, em que o material de enchimento está presente numa quantidade inferior a 50%. 8 . 0 rolo de estampagem em relevo da Reivindicação 7, em que o material de enchimento está presente numa quantidade inferior a 30%. 9 . 0 rolo de estampagem em relevo de qualquer reivindicação anterior, em que o material de resina forma tanto a superfície como o núcleo do rolo.
10. O rolo de estampagem em relevo de qualquer reivindicação anterior, em que o material de resina forma a superfície do rolo e em que o rolo contém um núcleo de um material rígido diferente. 11. 0 rolo de estampagem em relevo da reivindicação 10, em que o núcleo é de aço. 12 . Um método de produção de um rolo de estampagem em relevo gravado a laser compreendendo: o proporcionar de um rolo que tem uma superfície de um material de resina gravável a laser que irá proporcionar uma dureza Shore D de, pelo menos, 90 ao rolo final, e gravação a laser do material de resina para estabelecer um padrão de estampagem em relevo na superfície. 3 ΡΕ1245844 13. 0 método de acordo com a Reivindicação 12, compreendendo ainda o termoendurecimento ou cura do material de resina após ter sido estabelecido o padrão de estampagem em relevo. 14. 0 método da Reivindicação 12 ou 13, em que a superfície da resina é formada sobre um núcleo de aço. 15. 0 método da Reivindicação 14, em que a superfície de resina é produzida por revestimento por imersão, fundição ou vulcanização. 16. 0 método da Reivindicação 14 ou 15, em que o núcleo de aço é tratado por um ou mais de decapagem por jacto de areia, lixamento ou pré-tratamento químico antes de se providenciar a superfície da resina sobre o núcleo. 17. 0 método de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 16 em que a resina é escolhida a partir de, pelo menos, uma das resinas epóxica, resinas fenólicas, resinas de isocianato, resinas de estireno, resinas de poliéster, resinas termoendurecíveis e resinas de policarbonato. 18. 0 método de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 17, em que o material de resina é escolhido a partir de, pelo menos, uma resina epóxica. 4 ΡΕ1245844 19. 0 método de acordo com a Reivindicação 18, em que a resina epóxica é uma resina de bisfenol A.
20. O método de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 19, o material de resina compreendendo ainda epicloridrina.
21. O método de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 20, o material de resina compreendendo ainda um material de enchimento.
22. O método de acordo com a Reivindicação 21, em que o material de enchimento está presente numa quantidade inferior a 50%.
23. O método de acordo com a Reivindicação 22, em que o material de enchimento está presente numa quantidade inferior a 30%. Lisboa, 29 de Maio de 2012